צוות חוקרים מחברת DuPont ואוניברסיטת Lehigh בפנסילבניה, ארה”ב, דיווח על פריצת-דרך במאמציהם לייצר ננו-צינוריות פחמן (CNTs) המתאימות לשימוש באלקטרוניקה, רפואה ויישומים נוספים
צוות חוקרים מחברת DuPont ואוניברסיטת Lehigh בפנסילבניה, ארה”ב, דיווח על פריצת-דרך במאמציהם לייצר ננו-צינוריות פחמן (CNTs) המתאימות לשימוש באלקטרוניקה, רפואה ויישומים נוספים.
במאמר שפורסם לאחרונה בכתב-העת המדעי Nature הקבוצה טוענת כי היא פיתחה שיטה מבוססת-דנ”א למיון והפרדה של סוגי ננו-צינוריות פחמן מוגדרים מתוך תערובת.
ננו-צינוריות פחמן הינן צינוריות דקות ומוארכות של גרפיט בעלות תכונות חשמליות, תרמיות ומבניות מגוונות ביותר המשתנות בהתאם לצורת הצינורית והמבנה המדויק שלה. רב-גוניות זו מספקת לחומר זה יכולת עתידית מבטיחה בתחומים של רכיבי-אלקטרוניקה, לייזרים, חיישנים, ביו-רפואה, וכרכיבים מחשלים בחומרים מרוכבים.
שיטות הפקה נוכחיות מספקות תערובות של צינוריות בעלות קוטר וסימטריה משתנים. אולם, לפני שניתן להשתמש בצינוריות הן חייבות להיות מופרדות מהתערובת ולהתקבל באופן נקי – כל סוג צינורית ואופיו האלקטרוני השונה.
“תהליך שיטתי לניקוי כל אחד מהסוגים החד-סימטריים מאותו סוג אלקטרוני מתוך תערובת סינתטית הינו רצוי ביותר,” מציינת קבוצת המחקר במאמר שפורסם בכתב-העת Nature, “אולם משימה זו הוכחה עד כה כבלתי-אפשרית.”
בשנת 2003 צוות מדענים משותף מחברת DuPont, ממכון המחקר MITומאוניברסיטת אילינוי פיתח שיטה חדישה להפרדת ננו-צינוריות פחמן מתכתיות מננו-צינוריות מוליכות-למחצה באמצעות דנ”א חד-גדילי וכרומטוגרפיה של החלפת יונים. ממצאים אלו פורסמו בכתב-העת Science.
המחקר החדש משפר את ממצאי המחקר הקודם משנת 2003 ע”י זיהוי יותר מעשרים מקטעי-דנ”א קצרים המסוגלים לזהות סוגים פרטניים, או מינים, של ננו-צינוריות פחמן ולהפרידם באופן נקי מתוך התערובת.
השיטה החדשה משתמשת ברצפי-דנ”א מותאמים אשר “מאפשרים את הניקוי של כל תריסר הסוגים העיקריים של ננו-צינוריות חד-סימטריות מוליכות-למחצה מתערובת סינתטית, תוך קבלת ניצולת מספקת הן לשם מחקרים בסיסיים והן לשם פיתוח יישומים.”
“התגלית החשובה של צמד החוקרים Tu ו- Zheng הינה בכך שאם אתה בוחר את רצף הדנ”א הנכון, הוא מסוגל לזהות סוג מסוים של ננו-צינוריות ומאפשר לנו לברור אותו באופן נקי. סוג זה של שיפור ממשי מקרב אותנו ליכולות ייצור מעשיות.”
כיצד מקטעי הדנ”א מכירים ובוררים את סוגי הצינוריות? צוות המחקר טוען כי הדבר יכול להיות קשור ליכולתו של הדנ”א ליצור מבנה השונה ממבנהו הרגיל הדו-סלילי כאשר הוא עוטף את הצינוריות.
סליל אלפא, כעין נייר דבק שקוף הכרוך מסביב לעיפרון ליצירת צינורית, הינו צורת מבנה מוכרת עבור חלבונים – אחת מהמשפחות העיקריות של פרודות ביולוגיות. מבנה שכיח נוסף הנצפה בחלבונים הינו יריעת ביתא (beta sheet) – מבנה מישורי מחזורי, בו שרשרת פוליפפטידית יוצרת מקטעים פרושים, המסודרים במקביל, זה לצד זה. “מבנה כזה אינו מוכר עבור דנ”א,” מציין החוקר הראשי, “אולם, אנו הראינו כי הדבר אפשרי כל עוד אתה מאפשר לדנ”א להיות ספוח על משטח. באם המשטח גלילי, בדומה לצינוריות הפחמן, ניתן לקבל גרסה דומה המכונה “מיכל גלילי מסוג ביתא” (beta- ,barrel הערך בויקיפדיה).”
למרות שלחוקרים עדיין אין הוכחה ניצחת לטענתם זו, הם מציינים כי עדויות נסיבתיות תומכות באופן נחרץ בהשערתם כי הדנ”א יוצר מבנה מאורגן שכזה תוך כדי זיהוי סוג מוגדר של ננו-צינורית, באופן דומה להכרתן של פרודות ביולוגיות אחת את השנייה הודות למבנים מוגדרים שלהן.
החוקרים מסבירים כי יישומים ביו-רפואיים של תגלית המחקר הינם המעניינים במיוחד. אחד היישומים האפשריים עבור ננו-צינוריות פחמן הינו, לדוגמא, השימוש בהן כחומרים המסוגלים להעביר פרודות ביולוגיות לתאים מוגדרים בגוף האדם.
“אנו מגלים עניין רב ביישומים הביו-רפואיים של מחקר זה,” מציין החוקר הראשי: “כיצד זה ישפיע על תגובתן של הצינוריות עם ננו-חומרים? האם הן תהיינה חומר מזיק בתוככי הגוף? האם נוכל לנצל את התגובות שלהן לשם יישומים רפואיים? כל זה הינו שדה מחקר נרחב ובתולי.”
תגובה אחת
מעניין מאוד וחשוב. סינתיזה של אוליגונוקלאוטידים היא פשוטה מאוד וניתן בקלות רבה לשלוט ברצפים בעזרת תגובות שרשרת פשוטות וזולות. אם אכן ניתן בעזרת תוצרים אלו לשלוט בננו צינורות הרי שהדבר נהדר ומופלא.
נשמח לשמוע עדכונים אם וכאשר יהיו
מה שכן, אם למדנו משהו מסינים, נייצ’ר ורעיונות שנשמעים טוב מדי בשביל להיות אמיתיים אז אנחנו נמתין בסבלנות לשיכפול הרעיונות הללו במעבדות שונות בעולם והוכחות התיזה גם במקומות אחרים