Quimiotactismo del reajuste de los científicos creando nanoswimmers artificiales de nanoparticles del oro

Las bacterias pueden moverse activamente hacia un fenómeno nutritivo de la fuente-uno conocido como quimiotactismo-y pueden moverse colectivamente en un proceso conocido como pululando. Los científicos chinos han reajustado quimiotactismo colectivo creando nanoswimmers modelo artificiales los nanoparticles de químicamente y bioquímico modificados del oro.

El modelo podía ayudar a entender la dinámica de la movilidad quimiotáctica en un enjambre bacteriano, concluye el estudio publicado en el gorrón Angewandte Chemie.

Quimiotactismo del reajuste de los científicos creando nanoswimmers artificiales de nanoparticles del oro

Qué causa pulular, y si tal comportamiento colectivo se puede traducir a sistemas inteligentes artificiales, está actualmente un tema de la investigación científica intensiva. Se sabe que las bacterias que nadan en un paquete denso asierran al hilo el líquido circundante diferentemente de un único nadador. Pero en qué medida aceleran a los nadadores en un enjambre, y qué otros factores desempeñan un papel, es todavía no entendible.

Químico coloidal Qiang él en el Instituto de Tecnología de Harbin, China, y sus colegas, ahora ha construido un modelo artificial simple bacteria-como de nanoswimmers. Observaron comportamiento y la formación quimiotácticos activos de los nadadores en un enjambre distintamente de mudanza.

Él y sus colegas construyeron a sus nadadores artificiales de esferas minúsculas del oro. Con una talla 40 cronometra más pequeño que una bacteria usual, los nanoparticles del oro estaba abajo del límite de detección del microscopio. Sin embargo, los gracias a un fenómeno el luz-dispersar llamado el efecto de Tyndall, los científicos podían observar cambios más grandes en la solución que contenía a nadadores, incluso a simple vista.

Usando las otras técnicas analíticas, ellos también resueltos la velocidad, orientación, y concentración de las partículas en un detalle más fino.

Los científicos gozan el trabajar con los nanoparticles del oro porque las esferas minúsculas forman un establo, dispersan la solución, se observan fácilmente con un microscopio electrónico, y las moléculas se pueden sujetar a ellos relativamente fácilmente.

Él y el suyo las personas primero cargaron la superficie de las esferas grandes del sílice con las partículas del oro. Entonces sujetaron escobillas del polímero en el lado expuesto de las esferas del oro. Estas escobillas fueron hechas de cadenas del polímero, y con un largo de hasta 80 nanómetros, hicieron las partículas del oro altamente asimétricas.

Los investigadores disolvieron la onda portadora del sílice y ataron una enzima en el lado expuesto de las esferas del oro de modo que los nanoparticles resultantes fueran revestidos con las escobillas largas y gruesas del polímero en un lado y con la enzima en el otro. En presencia del oxígeno, la enzima de la oxidasis de glucosa descompone la glucosa en una composición llamada ácido glucónico.

Para determinar si los nanoswimmers nadarían activamente en una dirección dada, los autores los colocaron en un extremo de un pequeño canal y pusieron una fuente permanente de la glucosa en el otro extremo. Semejantemente a las bacterias vivas, los nadadores modelo viajaron activamente a lo largo del gradiente de la glucosa hacia la fuente de la glucosa.

Este hecho solamente no era asombrosamente como conocen a los nadadores enzimático impulsados, autopropulsantes del experimento y de la teoría. Pero los autores podrían también descubrir comportamiento el pulular. Los nanoparticles asimétricos condensaron en una fase separada que se movió colectivamente a lo largo del gradiente nutritivo.

Los autores se imaginan que los nanoswimmers se podrían desarrollar más a fondo como objeto de valor y los modelos físicos accesibles para estudiar fácilmente el comportamiento quimiotáctico y el pulular de cosas de vida o de no-vida en el 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.