转移与再生酶的液体泵

微观,无机械水泵被激活和由他们移动的液体已经由研究人员来自美国、俄罗斯和波多黎各。届工作由化学能转化为运动有各种潜在的应用,从打破神经毒气自动胰岛素交付响应葡萄糖。

无机械,自供电的纳米/微米级泵精确控制流量,打开来响应特定的刺激,“解释道Ayusman森宾夕法尼亚州立大学领导这项研究的美国。

泵是由酶系有图案的黄金表面。在一个给定的液体衬底,酶的催化作用将化学能转换成运动,泵送流体以直接的方式不需要外部电源。研究人员研究了四种不同的酶,过氧化氢酶、葡萄糖氧化酶、脂肪酶和脲酶,观察泵送速度增加目标底物的浓度更高。泵有很长的保质期,其余酶可行即使长期存储。

而生物马达和泵均采用酶转换三磷酸腺苷(ATP)二磷酸腺苷,这项研究表明其他机制是有效的。”不需要绑定到这个特定的反应,”Sen说,并补充道:“我们的结果打开一个新的力学生物学领域:内在力量代非ATP-dependent酶及其作用在生物系统和外部流体运输。”

根据森,泵设计有可能用于各种各样的应用程序。原则可以适应创建环境敏感药物输送设备,一个带正电的水凝胶支架用来固定酶和携带货物的小分子,可时释放酶是由选择衬底。作为一个概念验证,研究小组开发出一种微型装置,可以释放胰岛素对葡萄糖的存在。

另一个应用程序是由美国国防威胁降低预期的机构,其研究的部分资金将支持泵的发展专门设计来抵消神经毒气并提供适当的解毒剂。以类似的方式,团队应该能够设计设备引发的其他生物制剂的化学信号,如细菌。他们还在调查,建立泵总成,基于酶级联,可以创建流网络,应对特定的底物,抑制剂或活化剂。

Reynaldo Villalonga,化学家马德里大学在西班牙,调用届“想象力”,强调设备的潜力开拓新的研究视野在生物医学等不同的领域,若,应用药理学和农业。”他补充道,这项工作可能会对未来的基石enzyme-powered微-纳米机器人的设计,及其作为智能药物输送系统,theragnostic代理和智能nanoscalpels微创手术”。