گروهی از محققان آمریکایی راهکاری برای جابه‌جایی اتوماتیک نانوساختارها در یک مسیر از پیش تعیین‌شده با استفاده از ایجاد اتصال میان باکتری‌ها و شی‌ء مورد نظر ارائه داده‌اند.
استفاده از باکتری به عنوان حامل زنده برای نانوساخت
محققان علاقه زیادی به سامانه‌های رانشی باکتری‌ها دارند، زیرا طبیعت قبلاً بسیاری از مشکلات موجود در زمینه طراحی نانوموتورها و فعالسازهای نانومقیاس را حل کرده است. در حقیقت حرکت دادن ساختارهای زیرمیکرونی در یک مسیر مشخص، به‌خصوص در شرایط سازگار با محیط‌های زیستی بسیار دشوار است.
محققان در کارهای قبلی خود نشان داده‌اند که چگونه تعداد زیادی از باکتری‌ها می‌توانند ساختارهایی در مقیاس زیر میلی‌متر را حرکت دهند. حال گروهی از محققان دانشگاه جان هاپکینز راهکاری برای جابه‌جایی اتوماتیک نانوساختارها در یک مسیر از پیش تعیین‌شده با استفاده از ایجاد اتصال میان باکتری‌ها و شی‌ء مورد نظر ارائه داده‌اند. آنها ساختارهای با اندازه حدود ۵۰۰ نانومتر را که روی سطح رسوب داده شده‌اند، به باکتری‌های منفرد متصل کرده و نشان دادند که چگونه پس از رها کردن این ساختار از روی سطح، باکتری حرکت کرده و آن را با خود حمل می‌کند.
در این راهکار فرایندهای ساخت، خودآرایی، اتصال مبتنی بر پادتن و رهایش شیمیایی به‌صورت یکپارچه مورد استفاده قرار می‌گیرند. اگر این ساختارها قبل از آنکه با باکتری متصل شوند، از روی سطح رها شوند، درصد بسیار کمی از آنها به باکتری‌ها متصل شده و ردیابی آنها با دشواری مواجه می‌شود. این محققان از دو روش مبتنی بر پادتن برای اتصال و رهایش باکتری‌های حمل‌کننده بار از سطوح الگودهی شده بهره برده‌اند.
دیوید گارسیاس که رهبری این کار را بر عهده داشته است، توضیح می‌دهد که اتصال مبتنی بر پادتن، امکان انتخاب یک باکتری خاص و همچنین نقطه خاص روی باکتری (گیرنده) برای اتصال ساختار نانومتری را فراهم می‌آورد. او می‌گوید: «این روش اتصال سطحی، روکش‌دهی سطوح با ترکیبی از باکتری-نانوساختار را امکان‌پذیر می‌سازد. نانوساختار متصل شده به باکتری را می‌توان موقع نیاز با استفاده از فعال‌کننده‌های شیمیایی از باکتری جدا کرد».
یکی از دلایلی که متخصصان فناوری نانو علاقه زیادی به سامانه‌های پیشران مبتنی بر باکتری دارند این است که باکتری‌ها نسبت به بسیاری از تغییرات محیطی حساسیت بالایی دارند. به‌عنوان مثال بسیاری از میکرواُرگانیسم‌ها می‌توانند گرادیان شیمیایی را تشخیص داده و در جهت مشخصی حرکت کنند. به این ویژگی Chemotactic بودن می‌گویند.
این گروه پژوهشی در توسعه کار خود با چندین چالش مواجه هستند. آنها از ساختارهای کروی با قطر ۴۰۰ تا ۶۰۰ نانومتر استفاده کرده‌اند. گام بعدی توسعه این روش به نحوی است که بتوان از نانوساختارهای پیچیده‌تری همچون نانوچنگک‌ها یا حسگر بهره برد.
جزئیات این کار در مجله Small منتشر شده است.
