Chimiotactisme de nouvelle conception de scientifiques en produisant des nanoswimmers artificiels des nanoparticles d'or

Les bactéries peuvent activement déménager vers un phénomène nutritif de Source-un connu sous le nom de chimiotactisme-et elles peuvent déménager collectivement un procédé connu sous le nom de grouillant. Les scientifiques chinois ont remodelé le chimiotactisme collectif en produisant des nanoswimmers modèles artificiels les nanoparticles de chimiquement et biochimiquement modifiés d'or.

Le modèle a pu aider à comprendre la dynamique de la motilité chimiotactique dans un essaim bactérien, conclut l'étude publiée dans le tourillon Angewandte Chemie.

Chimiotactisme de nouvelle conception de scientifiques en produisant des nanoswimmers artificiels des nanoparticles d

Ce qui entraîne le grouillement, et si un tel comportement collectif peut être traduit en systèmes intelligents artificiels, est actuel un sujet de recherche scientifique intensive. On le sait que les bactéries nageant dans un paquet dense ressentent le liquide environnant différemment d'un nageur unique. Mais dans quelle mesure des nageurs sont accélérés dans un essaim, et ce qui d'autres facteurs jouent un rôle, est encore peu clair.

Pharmacien colloïdal Qiang il à l'Institut de Technologie de Harbin, à la Chine, et à ses collègues, ont maintenant construit un modèle artificiel simple avec des nanoswimmers comme des bactéries. Ils ont observé le comportement et la formation chimiotactiques actifs des nageurs dans un essaim distinctement en mouvement.

Lui et ses collègues ont construit leurs nageurs artificiels des sphères minuscules de l'or. Avec une taille 40 cale plus petit qu'une bactérie habituelle, les nanoparticles d'or étaient en dessous de la limite de détection du microscope. Cependant, grâce à un phénomène de lumière-dispersion appelé l'effet de Tyndall, les scientifiques a pu observer de plus grands changements de la solution contenant des nageurs, même à l'oeil nu.

Utilisant d'autres techniques analytiques, elle a également résolu la vitesse, l'orientation, et la concentration des particules dans un plus bon petit groupe.

Les scientifiques ont plaisir à travailler avec des nanoparticles d'or parce que les sphères minuscules forment une niche, dispersent la solution, sont promptement observées avec un microscope électronique, et des molécules peuvent être fixées à eux relativement facilement.

Lui et sien équipe ont chargé la première fois la surface de grandes sphères de silice avec des particules d'or. Alors ils ont fixé des balais de polymère du côté exposé des sphères d'or. Ces balais ont été faits de réseaux de polymère, et avec une longueur de jusqu'à 80 nanomètres, ils ont rendu les particules d'or hautement asymétriques.

Les chercheurs ont dissous le transporteur de silice et ont attaché une enzyme du côté exposé des sphères d'or de sorte que les nanoparticles donnants droit aient été couverts de longs et épais balais de polymère d'un côté et de l'enzyme de l'autre. En présence de l'oxygène, l'enzyme d'oxydase de glucose décompose le glucose en acide gluconique appelé composé.

Pour déterminer si les nanoswimmers nageraient activement dans un sens donné, les auteurs les ont mis à une extrémité d'une petite glissière et ont mis une source permanente de glucose à l'autre extrémité. De même aux bactéries vivantes, les nageurs modèles se sont activement déplacés le long du gradient de glucose vers la source de glucose.

Ce seul fait n'était pas étonnant comme des nageurs enzymatiquement pilotés et automoteurs sont connus de l'expérience et de la théorie. Mais les auteurs pourraient également trouver le comportement de grouillement. Les nanoparticles asymétriques se sont condensés dans une phase indépendante qui a déménagé collectivement le long du gradient nutritif.

Les auteurs imaginent que les nanoswimmers pourraient être encore développés comme objet de valeur et facilement les modèles matériels accessibles pour étudier le chimiotactique et le comportement de grouillement des choses vivantes ou non-vivantes sur le nanoscale.

Source:
Journal reference:

Ji, Y. et al. (2019) Macroscale Chemotaxis from a Swarm of Bacteria-Mimicking Nanoswimmers. Angewandte Chemie. doi.org/10.1002/anie.201907733.