Знакомьтесь, это слон из Любляны, что в Словении. Напечатан внутри живой клетки 3D-принтером.
Клетка в порядке, и теперь в ней слон. Это вам не блоху подковывать, однако.
Работа вот (препринт).
Внутри живой клетки можно собирать сложные структуры из полимера. Вместо теории у нас тут слон габаритом 10 микрометров (что в 5-10 раз тоньше волоса).
Процесс:
1. С помощью стеклянной иглы диаметром меньше микрона в живую клетку вводится капля специального жидкого полимера.
2. На эту каплю внутри клетки направляют сверхточный фемтосекундный лазер (примерно таким режут глазки). Лазер работает по технологии двухфотонной полимеризации. Полимер затвердевает только в одной крошечной точке, где сфокусирован луч лазера. Двигая этот луч по заданной 3D-модели, учёные «рисуют» объёмный объект слой за слоем, как обычный 3D-принтер. Если что, методы вырезания из роговицы лоскута для формирования линзы, примерно так же устроены, только там в точке фокусировки кавитационные микровзрывы.
3. После того как нужная структура создана, незатвердевший жидкий полимер просто растворяется в цитоплазме клетки. Он нетоксичен.
4. Внутри клетки остаётся только напечатанная твёрдая структура.
Выживают не все клетки, основная проблема — прокол иглой. Статистика около 45%, что сопоставимо с выживаемостью клеток, которым просто вводили каплю инертного масла (~56%) или делали укол без введения объекта (~50%).
Клетки продолжали нормально жить и даже делиться. Ну как нормально, там всё-таки HeLa ) Если что, это линия крупных бессмертных клеток, выдерживающих сильный стресс, при этом они хорошо крепятся к поверхности, по ним куча наработок. В целом фигли вы хотели от раковых клеток-то.
При делении напечатанная структура доставалась одной из дочерних клеток.
Капля своей линзовидностью во время печати почти не искажает луч, поэтому печать получается очень точная. Получилось напечатать структуры с деталями толщиной всего 260 нанометров (примерно в 200 раз тоньше волоса).
Слона сфотографировали микроскопом.
Что попробовали:
— Напечатали 3D-штрихкод в клетку, который может хранить 61 бит информации. Этого достаточно, чтобы присвоить уникальный номер каждой клетке в теле человека. Это позволит отслеживать судьбу отдельных клеток в больших популяциях, например, при изучении рака или регенерации тканей.
— Напечатали дифракционные решётки вместо штрих-кодов. Если посветить на такую клетку лазером, отражённый свет создаст уникальный узор, который можно считать на расстоянии. Так можно идентифицировать клетки или даже измерять их вращение.
— Микролазеры внутри клеток со внешней накачкой. Можно добавлять флуоресцентный краситель в микросферах. Такие лазеры быть и метками, и сверхчувствительными сенсорами.
Что ещё можно, но ещё не попробовали:
— Внутрь клетки можно пихать пружины, рычаги, захваты для манипуляции органеллами (внутренними органами клетки) и играть там в Майнкрафт.
— Можно собирать внутриклеточные сенсоры: датчики, реагирующие на изменение pH, температуры или концентрации определённых веществ.
— Печать электросхемы и микроприводы внутрь клетки.
— Делать контейнеры с лекарством, которые будут высвобождать его в нужном месте и в нужное время внутри клетки.
— Можно перестраивать внутреннюю архитектуру клетки, наделяя её новыми, неестественными свойствами.
Теперь почему слон. Потому что слоны крутые! На самом деле слон сложный и очевидно трёхмерный с мелкими деталями. И ещё прикольно звучит, слон в клетке!
Ну и чтобы вы спросили.
Работу прислал @Load_Runner
--
Вступайте в ряды Фурье!— Друзья, а сейчас наш дрессированный слон написает ровно на весь 18-й ряд!.. Сидите-сидите! Не надо вставать! Слон сам прекрасно умеет считать!
Клетка в порядке, и теперь в ней слон. Это вам не блоху подковывать, однако.
Работа вот (препринт).
Внутри живой клетки можно собирать сложные структуры из полимера. Вместо теории у нас тут слон габаритом 10 микрометров (что в 5-10 раз тоньше волоса).
Процесс:
1. С помощью стеклянной иглы диаметром меньше микрона в живую клетку вводится капля специального жидкого полимера.
2. На эту каплю внутри клетки направляют сверхточный фемтосекундный лазер (примерно таким режут глазки). Лазер работает по технологии двухфотонной полимеризации. Полимер затвердевает только в одной крошечной точке, где сфокусирован луч лазера. Двигая этот луч по заданной 3D-модели, учёные «рисуют» объёмный объект слой за слоем, как обычный 3D-принтер. Если что, методы вырезания из роговицы лоскута для формирования линзы, примерно так же устроены, только там в точке фокусировки кавитационные микровзрывы.
3. После того как нужная структура создана, незатвердевший жидкий полимер просто растворяется в цитоплазме клетки. Он нетоксичен.
4. Внутри клетки остаётся только напечатанная твёрдая структура.
Выживают не все клетки, основная проблема — прокол иглой. Статистика около 45%, что сопоставимо с выживаемостью клеток, которым просто вводили каплю инертного масла (~56%) или делали укол без введения объекта (~50%).
Клетки продолжали нормально жить и даже делиться. Ну как нормально, там всё-таки HeLa ) Если что, это линия крупных бессмертных клеток, выдерживающих сильный стресс, при этом они хорошо крепятся к поверхности, по ним куча наработок. В целом фигли вы хотели от раковых клеток-то.
При делении напечатанная структура доставалась одной из дочерних клеток.
Капля своей линзовидностью во время печати почти не искажает луч, поэтому печать получается очень точная. Получилось напечатать структуры с деталями толщиной всего 260 нанометров (примерно в 200 раз тоньше волоса).
Слона сфотографировали микроскопом.
Что попробовали:
— Напечатали 3D-штрихкод в клетку, который может хранить 61 бит информации. Этого достаточно, чтобы присвоить уникальный номер каждой клетке в теле человека. Это позволит отслеживать судьбу отдельных клеток в больших популяциях, например, при изучении рака или регенерации тканей.
— Напечатали дифракционные решётки вместо штрих-кодов. Если посветить на такую клетку лазером, отражённый свет создаст уникальный узор, который можно считать на расстоянии. Так можно идентифицировать клетки или даже измерять их вращение.
— Микролазеры внутри клеток со внешней накачкой. Можно добавлять флуоресцентный краситель в микросферах. Такие лазеры быть и метками, и сверхчувствительными сенсорами.
Что ещё можно, но ещё не попробовали:
— Внутрь клетки можно пихать пружины, рычаги, захваты для манипуляции органеллами (внутренними органами клетки) и играть там в Майнкрафт.
— Можно собирать внутриклеточные сенсоры: датчики, реагирующие на изменение pH, температуры или концентрации определённых веществ.
— Печать электросхемы и микроприводы внутрь клетки.
— Делать контейнеры с лекарством, которые будут высвобождать его в нужном месте и в нужное время внутри клетки.
— Можно перестраивать внутреннюю архитектуру клетки, наделяя её новыми, неестественными свойствами.
Теперь почему слон. Потому что слоны крутые! На самом деле слон сложный и очевидно трёхмерный с мелкими деталями. И ещё прикольно звучит, слон в клетке!
Ну и чтобы вы спросили.
Работу прислал @Load_Runner
--
Вступайте в ряды Фурье!
