Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Một nhóm nghiên cứu đã phát triển một phương pháp để xây dựng một hệ thống sinh học kết hợp các vi sinh vật Vorticella. Phương pháp này cho phép các cấu trúc di động được hình thành trong một vi kênh và được khai thác thành Vorticella. Hệ thống sinh học cho thấy sự chuyển đổi chuyển động từ chuyển động tuyến tính sang quay. Những công nghệ cơ bản này giúp các nhà nghiên cứu tạo ra các hệ thống vi mô thông minh có thể đeo được bằng cách sử dụng các vi sinh vật tự trị.
Một nhóm nghiên cứu tại Khoa Kỹ thuật Cơ khí tại Đại học Công nghệ Toyohashi đã phát triển một phương pháp để xây dựng một hệ thống sinh học kết hợp với các vi sinh vật Vorticella . Phương pháp này cho phép các cấu trúc di động được hình thành trong một vi kênh và kết hợp với Vorticella . Ngoài ra, hệ thống điều chỉnh sinh học cho thấy sự chuyển đổi chuyển động từ chuyển động tuyến tính sang quay. Kết quả nghiên cứu của họ đã được công bố trên Tạp chí Hệ thống vi cơ điện tử của IEEE / ASME vào ngày 11 tháng 4 năm 2019.
Các hệ thống điều khiển phức tạp là cần thiết cho hoạt động của các hệ thống vi mô thông minh, và kích thước của chúng nên được giảm xuống. Các tế bào dự kiến sẽ được áp dụng thay thế cho các hệ thống điều khiển phức tạp này. Do một tế bào tích hợp nhiều chức năng trong cơ thể và phản ứng với môi trường xung quanh, nên các tế bào rất thông minh và có thể được sử dụng trong các hệ thống vi cơ thông minh.
Đặc biệt, Vorticella convallaria có cuống (dài khoảng 100 μm) co lại và thư giãn, nó hoạt động như một bộ truyền động tuyến tính tự trị. Sự kết hợp giữa thân cây và cấu trúc di động sẽ tạo thành một hệ thống vi mô tự trị. Tuy nhiên, việc xây dựng các hệ thống sinh học trong một vi mạch rất khó khăn, vì cần phải thiết lập một phương pháp tạo mẫu tế bào và quy trình lắp ráp tương thích sinh học cho cấu trúc và tế bào.
Nhóm nghiên cứu đã phát triển một phương pháp để xây dựng một hệ thống sinh học kết hợp với Vorticella . Moeto Nagai, giảng viên tại Đại học Toyohashi, nói: “Khai thác vi sinh vật đòi hỏi phải áp dụng phương pháp lắp ráp hàng loạt cho các thành phần có thể di chuyển được trong một vi mạch. Cần phải tạo mẫu cho lớp tế bào tan trong nước và giam cầm các thành phần có thể di chuyển được trong một vi mạch”. Các tế bào Vorticella được đặt xung quanh các khối trong kênh bằng cách sử dụng lực từ. Các quy trình này đã được áp dụng để chứng minh cách Vorticella chuyển đổi chuyển động của một thành phần có thể di chuyển.
Nagai nói: “Khái niệm khai thác một thành phần cho vi sinh vật có vẻ đơn giản, nhưng ngay cả một chuyên gia chế tạo vi mô cũng khó có thể tạo ra các khai thác có thể theo chuyển động của vi sinh vật. Nên tránh sử dụng hóa chất độc hại và nên sử dụng phương pháp đa ngành. . Nhóm của ông đã quen thuộc với chế tạo vi mô và đã tiến hành các nghiên cứu đáng kể trong lĩnh vực vi sinh. Họ tìm thấy một cách tiếp cận tương thích sinh học để chế tạo và phát hành khai thác trong một kênh siêu nhỏ.
Sau khi điều trị thấm, cuống Vorticella phản ứng với những thay đổi về nồng độ ion canxi và chúng có thể hoạt động như các van đáp ứng ion canxi. Nhóm nghiên cứu tin rằng các động cơ nhạy cảm với canxi của Vorticella sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc thực hiện các van, bộ điều chỉnh và máy trộn chất lỏng tự trị, cũng như các hệ thống kính hiển vi thông minh có thể đeo được, như bơm tiêm insulin tự động cho bệnh tiểu đường.
Nguồn tin tức:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Công nghệ Toyohashi . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :