Tekli Molekülleri Yapı Taşı gibi Kullanmak
Bilim insanlarının hayali; küçük molekülleri yapı taşları gibi kullanarak, mekanik tarzda bir şeyleri inşa ediyor gibi bloklar oluşturmaktır. Ancak bunları tek forma getirmek için 2 aşılması zor problem var. Birincisi, softbol sporu topunun yüz milyonda biri kadar inanılmaz küçüklükte boyutlarının olması ve ikincisi kontrol edilmesini zor kılan sıvılardaki rasgele hareketleridir. Bu zorluğun üstesinden ‘nanoakışkan sistemleri’ ile gelinir. Bu sistemler, küçük bir pipetin milyonda biri kadar ekstrem darlıkta olan kanallarda molekül transferini sağlar. Prensipleri, çözeltilerdeki tekli moleküllere odaklanarak onları çekmektir.
Osaka Büyükşehir Üniversitesi Mühendislik Enstitüsü’nde Profesör Yan Xu liderliğindeki araştırma ekibi, dış basınç şartlarında nanoakışkan sistemindeki nanovalfleri açıp kapatarak çözeltilerdeki tekli moleküllerin akışını düzenli hale getirmeyi başardılar.
Nanokanalları ve nanovalfleri oluşturan küçük yapıdaki sert cam plaka alt tabakada; esnek ve ince cam levhaysa üst tabakada olacak şekilde nanoakışkan cihazlarını ürettiler. Esnek cam levhayı açmak ve valfi kapatmak için dış basıncı kullanıldılar, böylece direkt olarak çözeltideki tekli molekülleri kontrol edebilmeyi başardılar. Ayrıca valfin içindeki nanoboşlukta tekli floresan moleküllerinin sıkıştırarak, daha parlak hale geldiklerini keşfettiler. Bunun nedeni küçük boşluk, tekli moleküllerin rasgele hareketini azaltır. Profesör Xu, “Floresan sinyal amplifikasyonunun bu etkisinin, pahalı ekipman gerektirmeden, kanserler ve Parkinson hastalığı gibi hastalıkların erken teşhisi için çok az miktarda patojenin tespit edilmesine yardımcı olabilir” dedi.
Çalışmanın çıktıları, çözeltilerdeki tekli molekülleri yapı taşı olarak kullanıp, maddeleri kolayca entegre etmeyi başarabilmede önemli bir ileri hamledir. Bu teknoloji, nadir hastalıklarda kişiye özel ilaç geliştirmekten, daha iyi ekran ve batarya oluşturmaya kadar çeşitli alanlarda iyi bir potansiyele sahiptir. Uygulamalarının bir limiti yoktur.
Profesör Xu, “Moleküllerin yapı taşları gibi davrandığı ve prosesin tamamında gerçekleşen kimyasal ve biyokimyasal reaksiyonların çözeltilerdeki tekli moleküllerle gerçekleştiği ‘Tekli Molekülleri Düzenleme Kimyası (SMRC)’ yaklaşımını önererek ve teşvik ederek zorlukların üstesinden geliyoruz. Tekli moleküllerin valfi, kimya, biyoloji ve malzeme biliminde yaptığı devrimin yanı sıra çeşitli endüstrilerde de hedefe yönelik atılacak ilk adımdır” dedi.
Kaynak : sciencedaily.com
