Ученые: детальное исследование кровотока, через температурно контролируемые нанопоры

Медики давно хотели иметь возможность исследовать кровоток таким образом, чтоб обнаруживать болезни. Есть шанс, что это станет возможным за счет новой методики на базе использования биомолекулярных микрокамер, то есть нанопор, которые можно селективно нагревать.

Американские специалисты давно вели работы с нанопорами, имитирующими ионные каналы так называемых клеточных мембран. Они хотели обнаружить разные молекулы, включая ДНК. По сути, ионные каналы - это «ворота» клетки, и через них она принимает вещества, а также удаляет их. Размеры ионного канала не вмещают больше одной молекулы.

В рамках исследования в клеточную мембрану, которую создали искусственным способом и поместили в электрическое поле, внедрили нанопору. За счет этого получилось за какие-то миллисекунды удержать заранее внедренные индивидуальные молекулы в нанопоре. Этого было достаточно для того, чтоб исследовать важные физические характеристики молекулы.

Отдельная молекула создает изменения в токе, протекающем через пору. В свою очередь это дает возможность точно измерить заряд и массу молекулы, а кроме того устанавливать различия между молекулами.

Специалисты должны уметь различать разные типы молекул, а кроме того уметь находить в рамках исследований различия между тысячами протеинов и прочих биомаркеров. В качестве примера можно выделить следующий: когда есть те или иные изменения в показателе уровня протеинов, тогда можно говорить о начале болезни, однако при этом за счет большого количества молекул протеинов в кровотоке, нелегко отличить одно заболевание от другого. Именно в этой связи учёные расширили наличествующие измерительные возможности. Они внедрили наночастицы золота в нанопоры, что дало возможность идентифицировать молекулы при помощи температурного контроля.

Так как наночастицы золота поглощают свет и переводят в теплоту его энергию, передавая ее соседнему раствору, учёные теперь могут менять температуру нанопоры посредством лазера.

Сегодня наука надеется, что различить мало отличающиеся между собой молекулы позволит изменение температуры в том объёме, который соизмерим с объёмом индивидуальной молекулы. Скорей всего данный метод даст возможность найти и выделить биомаркер в процессе исследования кровотока, а кроме того приведёт к глубокому пониманию термодинамических и кинетических процессов, которые ведутся в отдельных молекулах.