Ученые создали искусственную клеточную мембрану улучшенной стабильности
Искусственную клеточную мембрану на кремниевой подложке, сохраняющую стабильность структуры более 50 дней, разработали ученые из Корейского института науки и технологий (KIST), 18 мая сообщает сайт новостей науки EurekAlert.
Предыдущий рекорд был превышен в 10 раз, как следует из статьи о результатах разработки под названием «Настраиваемое и масштабируемое производство массива трехмерных полиморфных искусственных клеточных мембран на основе блок-сополимера», опубликованной в журнале Nature Communications.
Мембрана клетки выполняет в организме функцию ее защиты от внешней среды, но также осуществляет связь клетки с внешним окружением. Она воспринимает внешние химические или физические раздражители, являясь как бы биосенсором клетки.
Эту двойную задачу мембрана выполняет потому, что одна ее сторона — гидрофильная, хорошо смешивается с водой, другая же, гидрофобная, смешивается с водой плохо. Открывая или закрывая под действием определенных раздражителей ионные каналы, мембрана преобразует физико-химический раздражитель в электрический сигнал, который передается клетке.
Для создания искусственной мембраны, которая выполняла бы функции настоящей по передаче электрического сигнала, ученые использовали блок-сополимеры (BCP), представляющие собой макромолекулы, в которых чередуются блоки полимеров разных свойств — имитирующих гидрофильную и гидрофобную природу клеточной мембраны человека.
Ими была разработана специальная технология, с помощью которой на кремниевой подложке, сохраняя регулярность, были созданы десятки тысяч отверстий диаметром восемь микрометров, в каждое из которых затем было введено определенное количество раствора BCP.
За счет электрического поля, возникающего между верхним пластинчатым электродом микрожидкостного канала и нижней кремниевой подложкой, образовывалась двухслойная структура BCP в форме мыльного пузыря, удлиненного овала или тонкой трубки — в зависимости от концентрации раствора и приложенного электрического поля и частоты. Это позволяло управлять размером и формой искусственных клеточных мембран.
Последним этапом создания искусственной мембраны стало заполнение внешней части трехмерной двухслойной структуры BCP эластичным и устойчивым пористым гидрогелем. Предложенная технология обеспечила ее устойчивость в течение более 50 дней.
Разработчики полагают, что их открытие в будущем будет использовано при создании платформы для разработки сверхчувствительных биосенсоров, одним из применений которых может стать, например, тестирование лекарственных препаратов.
