×
Российские ученые сделали шаг к созданию нанороботов

Российские исследователи разработали и испытали технологию, с помощью которой наночастицы могут выполнять простейшие логические операции. В перспективе это позволит создавать медицинских нанороботов, которые смогут мгновенно реагировать на первые признаки заболевания.



Исследователи из Института общей физики и Института биоорганической химии "научили" наночастицы выполнять простейшие логические операции с помощью биохимических реакций. Исследование проводилось исключительно российскими специалистами, его результаты опубликованы в престижном научном издании Nature Nanotechnology. Технология уже запатентована и, возможно, через несколько лет будет использоваться для проведения комплексных анализов крови.



Российские ученые первыми предложили и экспериментально проверили технологию выполнения двоичных вычислений с помощью микро- и наночастиц диаметром 3000-100 нанометров. В экспериментах использовались частицы, покрытые слоем наносфер. Наносферы удерживались на поверхности частиц с помощью специальных молекулярных "замков", которые отпирались при соприкосновении с определенными молекулами. Такие "замки" настроены на взаимодействие с двумя разными веществами: если частица соприкасается с обоими, то "замки" открываются, и сферы с ее поверхности освобождаются. В результате частица избавляется от оболочки и может взаимодействовать со своей мишенью. На два сигнала (биомаркера) нано- или микрочастица реагирует определенным образом: сбрасывает оболочку из наносфер и освобождает свою поверхность.



Область применения подобной технологии очень широка, например, "умные" наночастицы могли бы путешествовать по организму и освобождать лекарственные препараты, соприкасаясь только с вирусами, опухолевыми клетками или токсинами. Такое адресное воздействие потенциально позволяет с минимумом побочных эффектов лечить болезни на самых ранних стадиях и без вреда для организма.



Как сообщил РБК Инновациям ведущий автор исследования Максим Никитин, в будущем подобные наночастицы могли бы использоваться, например, для мониторинга и регулирования уровня инсулина или свертываемости крови.



"До реальной терапии с использованием "умных" наночастиц еще далеко — необходимо провести множество исследований, — пояснил Максим Никитин. — Однако результат исследования уже через несколько лет можно использовать для создания мультиплексных анализов крови. С помощью такого анализа можно за раз проверить наличие в организме значительного списка патогенных бактерий, широкого спектра наркотических веществ и других соединений".



В целом, новая технология имеет потенциал, ограниченный лишь фантазией. В будущем программируемые наночастицы могут выполнять самые различные задачи: доставлять лекарства к поврежденным клеткам, обнаруживать различные вещества, восстанавливать поврежденные ткани, прокладывать "дорожки" нейроинтерфейсов внутри тела человека, устранять симптомы различных врожденных и приобретенных заболеваний, таких как диабет.