naukawpolsce.pl | dodane 06-06-2011
Fot. NCI
Naukowcy odkryli nowe zastosowanie ciekłych kryształów. Kropelki zawierające nieuporządkowaną formę ciekłych kryształów w kontakcie z ekstremalnie małymi ilościami toksyn wytwarzanych przez bakterie Escherichia coli zmieniają swoje właściwości fizykochemiczne, uwidaczniając obecność patogenu. To zupełnie nowe pole badawcze - informuje "Science".
Ciekłe kryształy niemal automatycznie kojarzą się z wyświetlaczami LCD, które prawie całkowicie zdominowały rynek elektronicznych urządzeń. Określenie ciekłe kryształy opisuje unikatową cechę tego typu materiału, który będąc cieczą może przyjmować dwie skrajnie różne formy: uporządkowaną oraz nieuporządkowaną.
Naturalną tendencją ciekłych kryształów jest dążenie do uporządkowania swej ciekłej fazy, w przypadku nematycznych kryształów 5CB (ang. 4-pentyl-4'-cyanobiphenyl), elementy układu starają się ułożyć wzdłużnie. Jednak taki naturalny porządek można łatwo zaburzyć, między innymi poprzez zabrudzenie lub zarysowanie powierzchni, na której rozprowadzone zostały ciekłe kryształy.
Powyższe zjawisko zostało wykorzystane przez naukowców z University of Wisconsin-Madison (USA), do stworzenia zupełnie nowego typu sensora wykrywającego różnego typu patogeny.
Opracowany układ jest stosunkowo prosty, gdyż składa się de facto z kropli nematycznych kryształów 5CB zawieszonych w wodzie. Celem naukowców było pokazanie zupełnie nowego sposobu detekcji patogenów, a nie konstrukcja gotowego do sprzedaży urządzenia.
Ciekłe kryształy 5CB nie mieszają się z wodą, tworząc tym samym emulsję składającą się z wielu sferycznych mikrokropelek. Drobinki 5CB napędzane swą naturą starają się uporządkować swój trójwymiarowy układ. Ponieważ zamknięte są one w mikrosferach nieco "za małych" by drobinki 5CB mogły się przeorganizować, ciekłe kryształy pozostają w fazie dozwolonego "bałaganu". Stan ten jest trwały, do czasu, gdy do kropli dodana zostanie odrobina innej substancji, np. niemal homeopatyczne stężenie patogenu - toksyny wytwarzanej przez komórki bakterii Escherichia coli.
Według naukowców, wystarczy jedna bilionowa grama (1 pikogram) toksyny bakterii coli dodana do 1 mililitra wody, by ciekłe kryształy uległy strukturalnej przemianie i uporządkowały się wzdłużnie. Zmianę tę można łatwo uwidocznić poprzez oświetlanie próbki światłem spolaryzowanym.
Jak twierdzą naukowcy, korzystając z odkrytego przez nich zjawiska będzie można w przyszłości stworzyć serie biosensorów wykrywających niezmiernie małe ilości różnego rodzaju patogenów - czy to chemicznych związków pochodzenia biologicznego, czy też całych komórek. Zanim to jednak nastąpi, konieczne jest bardzo dokładne poznanie zjawiska, by móc określić zakres zastosowań nowego ciekłokrystalicznego sensora.
Ciekłe kryształy niemal automatycznie kojarzą się z wyświetlaczami LCD, które prawie całkowicie zdominowały rynek elektronicznych urządzeń. Określenie ciekłe kryształy opisuje unikatową cechę tego typu materiału, który będąc cieczą może przyjmować dwie skrajnie różne formy: uporządkowaną oraz nieuporządkowaną.
Naturalną tendencją ciekłych kryształów jest dążenie do uporządkowania swej ciekłej fazy, w przypadku nematycznych kryształów 5CB (ang. 4-pentyl-4'-cyanobiphenyl), elementy układu starają się ułożyć wzdłużnie. Jednak taki naturalny porządek można łatwo zaburzyć, między innymi poprzez zabrudzenie lub zarysowanie powierzchni, na której rozprowadzone zostały ciekłe kryształy.
Powyższe zjawisko zostało wykorzystane przez naukowców z University of Wisconsin-Madison (USA), do stworzenia zupełnie nowego typu sensora wykrywającego różnego typu patogeny.
Opracowany układ jest stosunkowo prosty, gdyż składa się de facto z kropli nematycznych kryształów 5CB zawieszonych w wodzie. Celem naukowców było pokazanie zupełnie nowego sposobu detekcji patogenów, a nie konstrukcja gotowego do sprzedaży urządzenia.
Ciekłe kryształy 5CB nie mieszają się z wodą, tworząc tym samym emulsję składającą się z wielu sferycznych mikrokropelek. Drobinki 5CB napędzane swą naturą starają się uporządkować swój trójwymiarowy układ. Ponieważ zamknięte są one w mikrosferach nieco "za małych" by drobinki 5CB mogły się przeorganizować, ciekłe kryształy pozostają w fazie dozwolonego "bałaganu". Stan ten jest trwały, do czasu, gdy do kropli dodana zostanie odrobina innej substancji, np. niemal homeopatyczne stężenie patogenu - toksyny wytwarzanej przez komórki bakterii Escherichia coli.
Według naukowców, wystarczy jedna bilionowa grama (1 pikogram) toksyny bakterii coli dodana do 1 mililitra wody, by ciekłe kryształy uległy strukturalnej przemianie i uporządkowały się wzdłużnie. Zmianę tę można łatwo uwidocznić poprzez oświetlanie próbki światłem spolaryzowanym.
Jak twierdzą naukowcy, korzystając z odkrytego przez nich zjawiska będzie można w przyszłości stworzyć serie biosensorów wykrywających niezmiernie małe ilości różnego rodzaju patogenów - czy to chemicznych związków pochodzenia biologicznego, czy też całych komórek. Zanim to jednak nastąpi, konieczne jest bardzo dokładne poznanie zjawiska, by móc określić zakres zastosowań nowego ciekłokrystalicznego sensora.
Poinformuj znajomych o tym artykule:
REKLAMA
Inne w tym dziale:
- Podnośniki koszowe, usługi dźwigowe. Bydgoszcz REKLAMA
- Żylaki. Leczenie żylaków kończyn dolnych. Bydgoszcz, Inowrocław, Chojnice, Tuchola. REKLAMA
- Ortopeda. Chirurgia ortopedyczna. Medycyna sportowa. Warszawa REKLAMA
- Niemcy. Multigenowy test raka piersi refundowany przez kasy chorych
- PE. Pisemne oświadczenie w sprawie zwalczania raka piersi w Unii Europejskiej
- Pod względem liczby popełnianych błędów odwodnieni kierowcy nie ustępują nietrzeźwym!
- Im niżej, tym lepiej - najnowsze wyniki badań wskazują, że ryzyko zawałów serca i udarów mózgu jest tym niższe, im niższy jest poziom cholesterolu LDL
- Zdrowa dieta bez mięsa
- Alkaptonuria - rzadka choroba czarnych kości. Nieznane wyniszczające schorzenie, pacjenci bez rozpoznania
- Brytyjczycy wolą bezpieczne metody leczenia
- Strefy wolne od dymu tytoniowego sprzyjają zdrowiu dzieci
- Choroby, które zabijają ponad 2 miliony ludzi rocznie
- Poprawa kondycji fizycznej może przyczynić się do szybszego powrotu do zdrowia kobiet z rakiem piersi
- Wszystkie w tym dziale
REKLAMA
