Инженеры из калифорнийского университета в Сан-Диего (University of California San Diego) разработали оптическое волокно мельчайших размеров, которое способно ощутить такие слабые колебания, которые производит плывущая бактерия или бьющаяся клетка сердечной ткани. С помощью этого волокна можно наблюдать за изменениями в отдельных клетках и даже отследить тот момент, когда обычная клетка становится раковой. Технология открывает перед учеными совершенно новые возможности исследования мельчайших взаимодействий и перемен.

Наночастицы доведут раковые клетки до самоубийства

Иногда простого наблюдения за тем, что происходит в каком-либо образце, недостаточно. Даже самый мощный микроскоп дает возможность только увидеть, например, клетку или бактерию, но не почувствовать и не измерить. Для решения этой проблемы команда ученых создала оптическое волокно из оксида олова, которое в 100 раз тоньше человеческого волоса. Проволоку из этого волокна, покрытого тонким слоем полимерного материала и усыпанного золотыми наночастицами, поместили в растворы, где находились живые клетки и бактерии. Сама по себе проволока светится, но при взаимодействии с золотыми наночастицами она светится гораздо сильнее. Колебания, создаваемые передвигающимися бактериями или сокращающимися клетками, заставляют золотые наночастицы погружаться глубже в полимерный слой, приближаясь к проволоке, таким образом, взаимодействие усиливается, и свечение становится заметным.

С помощью такой проволоки специалисты смогли не только заметить движение клеток и бактерий, но и измерить его интенсивность. После настройки чувствительность оптоволокна превзошла чувствительность самого мощного микроскопа – атомного – в десять раз, а чувствительность человеческого уха – в тысячу раз. В будущем ученые планируют использовать свою разработку для создания ультрачувствительных биостетоскопов, а также для того, чтобы измерять биоактивность и механические параметры клеток.