弯曲管绕过

你赢了。荷兰代表院科技大学的生物技术教授在赖斯大学有一个新的最好的朋友’s Matteo Pasquali.

与法国国家科学研究中心(CNRS),法国大学,法国和Vrije大学,阿姆斯特丹,大米教授和他的团队在米饭教授和他的团队中的合作者一起在聚合物动力学领域定居了一项长期存在的争议:研究人员据证明,除了宣布解决方案中的僵硬的长丝有点灵活性,odijk在宣布方面是正确的。

目前刊物的研究 科学 表明,即使是弯曲的小能力给纳米管和其他微小的僵硬的细丝透过拥挤的环境,甚至像细胞矩阵那样的手段。

Pasquali,化学和生物分子工程教授和化学的工作可能会带来新的方法,以通过定制给定环境的刚度来影响微小细丝的运动。

正在研究纳米管,用于各种感应的潜在使用,即使在看似不同的生物应用和石油勘探领域也是如此。 Pasquali表示,在两者兼容纳米管和其他精细,丝状颗粒的能力至关重要,这是至关重要的。

了解网络中单个柔性聚合物链的运动一直是odijk和其他人的关键,例如,DNA的行为。米饭研究人员预计他们的启示并不减少影响。

Pasquali和Lead Author Nikta Fakhri,米德尔根大学德国大学毕业生研究生举行,旨在打破odijk和另外两个科学家的僵化的理论,这些科学家在拥挤的人中有不同意的僵硬长丝的布朗运动环境,以及刚度本身是否扮演任何部分。

“There’是一个长期的,基本问题:当它变得拥挤时,这个螺纹般的物体如何移动?它可能是拥挤的,因为它’在凝胶中,或者因为有很多线条对象—哪个物体看起来像凝胶,” he said.

拥挤限制了灯丝旅行的能力。想想从返回到一个拥挤的公共汽车的前面;需要一定程度的灵活性,以便穿过包装体。“事实证明,随着较大的灵活性,灯丝可以更有效地探索它周围的空间,” Pasquali said.

那 becomes important when the goal is to get filaments to find and enter a cellular pore to deliver a dose of medication or to act as a fluorescent sensor.

“如果你看看人体,他们会说我们’重新制成60%的水,但我们不’t slosh around,”Pasquali解释说。“That’因为水被困在毛孔中。我们身体中的几乎所有水都在凝胶状结构中:在我们的细胞内部,其载有丝状网络,或在这些细胞周围的间质液中。我们是一个大,柔软的多孔介质。我们需要了解纳米粒子如何在此培养基中移动。”

通过使用不同浓度的琼脂糖凝胶,多孔材料通常用作DNA和蛋白质的分子生物学中的多孔材料,使Pasquali和Fakhri模仿生物网络。凝胶形成可控尺寸的基质,分子可以移动。

纳米管作为任何类型的长丝的待机,尽管可以控制刚度的牢固。就像宏观世界中的PVC管道一样,纳米管子变得更加僵硬;但即使是最硬的管也可以用长度弯曲一点,这些管比宽度长。

当CNRS和波尔多大学的研究人员共同作者Laurent Cognet试图将纳米管固定在琼脂糖凝胶中时,这项研究开始了。他注意到了一个失败的实验,即纳米管在一个中移动“funny way”并用pasquali讨论了它。

Pasquali询问纳米管是否正在重新开始—科学家Lingo为Snakelike Motion—和科技说是的。正在研究纳米管的动态的Fakhri,前往Cognet和Co-Author Brahim Lounis的波尔多实验室,以捕获纳米管的图像。

由此产生的光谱和直接静止和35荧光单壁纳米管的视频图像显示它们蜿蜒穿过凝胶,探测孔和路径。纳米管,就像所有的长丝一样,遵守热诱导的布朗运动规则;他们被周围的分子的不断变化的状态推动并拉动。

该研究确定灵活性显着增强了纳米管’能够绕过障碍物并加快他们的探索。

Pasquali说,Fakhri顽强地追求了她对纳米管的分析’通过计算机化图像识别和运动跟踪,以及老式铅笔和纸张动态分析。他说,他的长期合作者,Vrije大学理论物理学家共同作者Frederick Mackintosh是一个巨大的帮助。 Mackintosh一直在研究近二十年的生物网络的动态。

Pasquali打算用真正的岩石取代凝胶,看看如何用作释放电子检测传感器的纳米管,在更具结构化环境中移动。“岩石可能有点复杂,” he said. “这里的问题是,纳米管可以比纳米颗粒更好吗?答案可以是细长纳米管可以与相同体积的其他纳米颗粒更强烈地与电磁场相互作用。”

国家科学基金会生物环境纳米技术基金会,韦尔奇基金会,先进的能源联盟,“欧洲研究理事会,欧洲研究理事会和荷兰基金会对物品的基本研究的验证国家倾盆大学。

阅读摘要 http://www.sciencemag.org/content/330/6012/1804.abstract

可以查看重新纳米管的视频 http://www.sciencemag.org/content/330/6012/1804/suppl/DC1



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