Сегодня 29 августа 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Наноантенны многократно усилили яркость свечения живых клеток — это поможет увидеть активность мозга и не только

Учёные Технологического университета Делфта (Delft University of Technology) разработали плазмонные наноантенны, которые способны усиливать флуоресценцию белков непосредственно в живых клетках млекопитающих. Это важно для наблюдения за активностью живых организмов в режиме реального времени, что позволяет изучать саму жизнь и её процессы во всём многообразии.

 Источник изображения: Delft University of Technology

Источник изображения: Delft University of Technology

Уже давно созданы генномодифицированные белки, которые могут светиться в живых клетках просто так и как отклик на химическую и электрическую активность клеток. Такие белки, например, синтезируются в клетках головного мозга мышей. В таком случае по свечению белков можно отслеживать реакцию мышей на раздражители без вживления в их мозг имплантов и зондов, что меньше травмирует зверьков и даёт больше информации об их поведении. Но исследователям часто не хватает яркости такого свечения и чувствительности белков к электрическим импульсам нервной системы, чтобы визуализация процессов была чётче и полнее.

В новой работе учёные показали, что можно создать своеобразные наноантенны, расположение которых в непосредственной близости от белков, увеличивает интенсивность их флуоресценции до шести раз, причём клетки остаются живыми и продолжают нормально функционировать. Ранее подобные наноантенны применялись для усиления свечения в неживом окружении, но идея оказалась рабочей также для органики.

В качестве наноантенн исследователи использовали золотые нанозвёзды — плазмонные наночастицы со сложной геометрией, способной концентрировать электромагнитное поле в нанометровой области вокруг поверхности. При освещении лазером в частице возбуждаются локализованные поверхностные плазмоны, создающие сильное оптическое ближнее поле. Если флуоресцентный белок оказывается достаточно близко к такой структуре, изменяется его взаимодействие со светом: увеличивается эффективность возбуждения и скорость излучения фотонов.

Ключевой инженерной задачей было подобрать форму и размеры частиц, обеспечить их химическую стабильность и добиться правильного расположения относительно мембранных белков. Именно контролируемое нанометровое сопряжение антенны с флуорофором позволило перенести хорошо известный эффект усиления флуоресценции одиночных молекул в живую клетку не навредив ей.

Однако наиболее неожиданным результатом стало не только увеличение яркости. Белок QuasAr6a стал примерно в десять раз быстрее реагировать на изменения напряжения на мембране. Исследователи связывают это с тем, что плазмонная структура воздействует не просто на интенсивность свечения, а на фотохимический цикл самого белка. Исследователи считают, что усиленное оптическое ближнее поле изменяет скорости переходов между состояниями белка, одновременно повышая скорость испускания фотонов и ускоряя его динамику.

Последнее крайне важно для регистрации быстрых сигналов в синапсаех, на что у генномодифицированного белка не хватало разрешения по времени. Все предыдущие работы по модификации генов светящегося белка так и не смогли повысить его яркость и разрешение, с чем легко справились наноантенны. Инженеры победили генетиков. Но польза от этого огромная — высокочувствительный комплекс из белка с наноантенной позволит с большей детализацией проследить за активностью головного мозга млекопитающих (мышей) и даже за органами глубоко в тканях грызунов, что раньше было трудноосуществимо, но с новыми наноантеннами станет посильной задачей.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про окружающая среда

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Бигтехи теряют доверие людей — ИИ, соцсети и наступление ЦОД всё чаще вызывают страх и недовольство 2 ч.
Brave научился создавать подставные адреса email — с ними можно не засвечивать настоящий при регистрации на сайтах 3 ч.
В роботах Unitree нашли опасную уязвимость, через которую можно поднять «восстание машин» 8 ч.
Google изменила политику по борьбе со спамом в ЕС, чтобы избежать антимонопольного штрафа 10 ч.
Раннюю версию DLSS 5 уже адаптировали для видеокарт GeForce RTX 4000 18 ч.
Новая статья: Были демоны, но они самоликвидировались: история серии Onimusha 19 ч.
Спасительный патч для Dragon’s Dogma 2 получил дату выхода — улучшения производительности и лечение от драконьей чумы задержатся 20 ч.
The Witcher 4 не пошла по пути Cyberpunk 2077 — CD Projekt Red рассказала о прогрессе разработки амбициозной RPG 22 ч.
Rockstar подтвердила 30 кадров/с в GTA VI, а надежда на 60 кадров/с практически мертва 23 ч.
Моддеры добавили экспериментальную поддержку DLSS 5 в десяток игр, включая Cyberpunk 2077 и GTA V 24 ч.
После анонса GTA VI из американской розницы исчезли Sony PlayStation 6 Pro, а спекулянты взвинтили цены 30 мин.
Наноантенны многократно усилили яркость свечения живых клеток — это поможет увидеть активность мозга и не только 32 мин.
Японцы испытали «силовое поле» для торможения возвращаемых кораблей в атмосфере 2 ч.
Ubiquiti выпустила карманный маршрутизатор UniFi Travel Router Long-Range за €89 4 ч.
Пропускная способность оптических модулей XPO вырастет вдвое — до 25,6 Тбит/с 4 ч.
Следующая Xbox будет не одной консолью — Microsoft готовит целое семейство 5 ч.
Android всё ещё контролирует три четверти мирового рынка смартфонов, но iOS и HarmonyOS наступают 6 ч.
NASA вернуло к работе обречённую обсерваторию Swift — теперь она сгорит в атмосфере ещё быстрее 6 ч.
Новая Xbox рискует стать жертвой ИИ-бума — дорогая память заставляет Microsoft искать способы сэкономить 9 ч.
Власти США хотят заблокировать доступ китайских ИИ-разработчиков к передовым заграничным ЦОД 11 ч.