Гонконг Баптисттик университети (HKBU) жетектеген биргелешкен изилдөө тобу булгоочу заттарды жогорку натыйжалуулук менен тазалап, бактерияларды жок кылуучу нанороботту жасап чыгышты. Көп функциялуу наноробот күмүш жана алтын нанотаякчалар менен жабдылган.
Химиялык булгануу, патогендик бактериялар жана биоплёнкалар (илээшкек жана былжыр заттын ичинде жашаган микроорганизмдердин жамааты) коомдук саламаттыкка олуттуу коркунуч жаратат. Бул көйгөйлөргө жооп катары, илимпоздор каталитикалык жана антибактериалдык касиетке ээ болгон ар түрдүү наноплатформаларды иштеп чыгышкан.
Бирок, дарылоонун натыйжалуулугун, ийкемдүүлүгүн жогорулатуу максатында, так багытталган жана алыстан башкарылуучу кыймыл мүмкүнчүлүгүнө ээ нанороботту түзүү азыр деле чоң кыйынчылык бойдон калууда.
Эми Гонконг Баптисттик университети (HKBU) 4- августа жарыялагандай, алардын Химия кафедрасынын профессору Кен Леунг Чам-фай ( Ken Leung Cham-fai), Кытай Илим жана технология университетинин, Хэфэй Технология университетинин жана Анхой медициналык университетинин илимпоздору менен биргеликте органикалык булгоочуларды ыдыратуу жөндөмүнө, антибактериалдык касиеттерге жана биоплёнкаларды жок кылуу мүмкүнчүлүгүнө ээ болгон нанороботту долбоорлоштуруп, жасап чыгышты. Бул тууралуу университеттин интернет баракчасында жазылды.
Ал эми илимий изилдөөнүн өзү Advanced Healthcare Materials академиялык журналында жарыяланган.
Көп функциялуу нанороботтун түзүмү көңдөй формалуу шар сымал болуп төмөнкү компоненттерден турат:
- Өзөгү темир кычкылы (iron oxide) менен түзүлгөн, бул магниттик материал нанороботтун кыймылын магниттик талаалардын жардамы менен башкарууга мүмкүндүк бергендиктен, ал алдын ала белгиленген жолдор боюнча багытталып жүрө алат;
- Ортоңку катмары күмүш жана алтындан турган эки металлдуу нанотаякчалардан турат, алар органикалык булгоочуларды ыдыратууга көмөктөшкөн химиялык реакциялардын катализатору болуп кызмат кылат жана бактериялык клеткалардын өсүшүн токтотот же алардын иштешин бузат;
- Тышкы катмары полидопаминден (polydopamine) жасалган, бул биологиялык жактан ийкемдүү материал ички компоненттерди коргойт жана туруктуулугун камсыздайт.
Саркынды сууну тазалоо жөндөмү
Гонконг Баптисттик университетинин маалыматында көргөзүлгондөй, нанороботтун кыймылы магниттик талаалар аркылуу башкарылат. Бул ойлоп табуу антибактериалдык дарылоодо, саркынды сууларды тазалоодо жана биомедицинада кеңири колдонуу мүмкүнчүлүгүнө ээ.
Изилдөө тобу нанороботтун булгануучу заттарды ыдыратып, тазалоодогу натыйжалуулугун текшерүү үчүн кичирейтилип моделделген саркынды суу бассейндерин түзүшкөн.
Магниттик талаалардын таасири менен башкарылган нанороботтор тактык менен алардын эки камерасына жылып барып, бир мүнөткө чейин турушкан.
Андан кийинки сыноолор көрсөткөндөй, өнөр жай жана айыл чарба ишмердүүлүгүнүн натыйжасында пайда болгон органикалык булгоочу зат – 4-нитрофенолдун, жана өнөр жай саркынды сууларында көп кездешүүчү органикалык боёк – метилен көктүн деңгээлдери бир кыйла төмөндөгөн.
Изилдөөчүлөрдүн тобу нанороботтун антибактериалдык касиетке ээ экенин да аныктады.
Алар цинк фталоцианини менен жүктөлгөн нанороботту колдонуп, күмүш жана алтындын Escherichia coli жана Staphylococcus aureus бактерияларына тийгизген таасирин ар кандай шарттарда изилдешти.
Бул шарттарга нанороботтун кыймылын магниттик талаа менен башкаруу, ошондой эле инфракызыл лазердин жана ксенон чырактын нурларын колдонуу кирди.
Магниттик талаа, инфракызыл лазер жана ксенон нурлары бир убакта колдонулганда, цинк фталоцианини жүктөлгөн наноробот бактериялардын көбөйүшүн 99.99% чейин токтотууга жетишкен.
Нанороботторду тажрыйбалык табактарда жана U-түзүмүндөгү түтүктөрдө өстүрүлгөн биоплёнкаларга киргизип, ошол эле учурда магниттик талаалар жана жарык булагы колдонулганда, алар биоплёнкаларды натыйжалуу бузуп, тазалашкан.
Магниттик талаалар, инфракызыл лазер жана ксенон чырактын нурлары бир учурда колдонулган кезде, биоплёнканы тазалоонун эң жогорку деңгээли жана бактериялардын жашап калуу көрсөткүчтөрүнүн эң төмөнкү деңгээли байкалган.
“Биздин изилдөөнүн жыйынтыктары көрсөткөндөй, изилдөө тобубуз тарабынан иштелип чыккан көп функционалдуу наноробот так каталитикалык касиеттерге, жогорку антибактериалдык активдүүлүккө жана биоплёнкаларды эффективдүү түрдө жок кылуу жөндөмүнө ээ. Анын магниттик талаалар аркылуу башкарылган кыймылы булгануучу заттарды ажыратуу жана бактерияларга каршы аракеттерди көзөмөлдөнгөн, так жана натыйжалуу түрдө жүргүзүүгө мүмкүндүк берет. Бул көп функционалдуу наноробот саркынды сууларды тазалоо, биомедицина жана башка тармактарда колдонуу үчүн чоң мүмкүнчүлүктөрг ээ”, – деп чечмеледи алардын ишинин маанисин профессор Кен Люн Чам-фай.
Илимий терминдерге түшүндүрмө:
Нанороботтор – микроскопиялык машиналар. Адатта 1ден 100 нанометрге (1 нанометр – бир метрдин миллиарддан бир бөлүгү) чейинки өлчөмдө болуп, нано деңгээлде белгилүү бир тапшырмаларды аткаруу үчүн иштелип чыгат. Алар медицинада, айлана-чөйрөнү тазалоодо жана ар түрдүү өнөр жай тармактарында кеңири колдонулушу мүмкүн жана функционалдуулугу жагынан өтө жогорку тактыкта иштей алат. Нанороботторду түзүү жана башкаруу алардын өтө кичинекей өлчөмүнөн жана иштеген микрочөйрөсүнүн уникалдуу физикалык өзгөчөлүктөрүнөн улам инженерлер үчүн чоң кыйынчылыктарды жаратат.
Патогендик бактериялар – инфекция жана ооруларды жараткан бактериялар, алардын инфекциялык ооруларга себепкер болгон 100гө жакын түрү белгилүү.
Цинк фталоцианини (ZnPc) – металл-органикалык кошулма. Түсү көп учурда көк же кочкул көк жана жарыкты сиңирип, энергияны башка молекулаларга өткөрө алган касиети менен белгилүү. Бул касиеттери менен ZnPc өнөр жайда жана биомедициналык тармактарда кеңири колдонулат.
Магнит талаасы – кыймылдагы заряддар же электр агымдары менен алардын ортосундагы өз ара аракеттенүүнү өткөрүп берүүчү жана ошол эле заряддар же электр агымы тарабынан түзүлгөн физикалык талаа.
Каталитикалык жөндөмдүүлүк – заттын (катализатордун) химиялык реакциянын ылдамдыгын өзү сарпталбастан жогорулатуу жөндөмү. Бул ылдамдоо реакциянын активдешүү энергиясын төмөндөтүү аркылуу жетишилет, натыйжада реакция тезирээк же төмөн температурада жүрөт.
Полидопамин (PDA) – биологиялык системаларда колдонууга коопсуз материал. Ал ошондой эле биоадгезиялык касиеттерге ээ, башкача айтканда ар кандай беттерге бекем жабыша алат, организмден табигый түрдө ажырап да кете алат. Бул касиеттерине кошумча, оңой модификацияланышы жана жогорку фототермикалык эффективдүүлүгү (жарыктын энергиясын жылуулукка айлантуу) полидопаминди ар кандай биомедициналык колдонмолор үчүн келечектүү материалга айлантат.
Шилтемелер:
- Маалымат макала HKBU университетинин интернет баракчасынан https://www.hkbu.edu.hk/en/whats-new/press-release/2025/0804-hkbu-leads-the-development-of-multifunctional-nanorobots-for-precise-and-effective-pollutant-degradation-and-bacterial-removal.html которулду.
- Маалымат макалага негиз болгон илимий изилдөө Advanced Healthcare Materials https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.202404208 журналында жарыяланган.
- Сүрөт HKBU университетинин интернет баракчасынан алынды.
- Илимий терминдерге түшүндүрмөни Эл Илим коомдук фонду даярдады.
