الگودهی سطح به‌وسیله سلول‌های باکتری

یک گروه تحقیقات کره‌ای موفق شده است با استفاده از روش نانولیتوگرافی غوطه‌وری، سلول‌های باکتری را روی یک سطح دستکاری کرده و از این راه الگوهایی را روی سطح ایجاد نماید. پیش از این دستکاری سلول‌های باکتری برای ایجاد الگو چالشی بزرگ محسوب می‌شد.

نانولیتوگرافی غوطه‌وری (DPN) روشی است که توسط چاد میرکین در سال ۱۹۹۱ در دانشگاه نورث وسترن ارائه شد. این روش نوعی روش لیتوگرافی پیمایشی روبشی است که در آن یک نوک میکروسکوپ نیروی اتمی برای نگارش مستقیم مولکول‌ها روی یک بستر استفاده می‌شود. با این کار می‌توان یک سطح را با اجزاء زیر  ۱۰۰ نانومتر الگودهی کرد. در روش  DPN، از نوک میکروسکوپ AFM به‌عنوان خودکار استفاده می‌شود به‌طوری که این نوک درون جوهر مولکولی غوطه‌ور می‌شود. سپس با نزدیک شدن این نوک به سطح، مولکول‌های روی سطح جاگذاری شده و در نهایت الگو‌هایی نانومقیاس ایجاد می‌شوند.این روش مستقیم از دقت بسیار بالایی برخوردار است همچنین می‌توان مواد مختلفی را روی سطح متفاوت قرار داد. این روش ابزاری مناسب برای محققان جهت ایجاد الگوهای نرم یا سخت به ابعاد ۱۰۰ نانومتر روی زیرلایه‌ است. مسیر حرکت مولکول از نوک به سطح، وجود مقداری آب در این فاصله است. به‌همین دلیل امکان الگودهی با سلول‌های باکتری ( با طول ۱-۲ میکرون) غیرممکن است.

برای حل این مشکل یک گروه تحقیقات کره‌ای در دانشگاه ملی کره روش جدیدی ارائه کرده‌اند. این گروه نتایج کار خود را در قالب مقاله‌ای تحت عنوان “Direct-Write Patterning of Bacterial Cells by Dip-Pen Nanolithography در نشریه Journal of the American Chemical Society به چاپ رساندند. در این مقاله برای اولین بار نشان داده شده است که روش الگو دهی DPN می‌توان برای نگارش مستقیم سطوح با سلول‌های باکتری مورد استفاده قرار گیرد.

لیم از محققان این پروژه می‌گوید ما نشان دادیم که این روش می‌تواند برای قرار دادن تک سلول‌های باکتری روی یک سطح جامد مورد استفاده قرار گیرد. همچنین امکان قرار دادن چندلایه از این سلول‌ها نیز وجود دارد. ما در این پروژه نشان دادیم که سلول‌های زنده یک باکتری می‌تواند روی سطح جامد آگار قرار داده شود. استفاده از عامل حمل کننده نظیر گلیسرول در این پروژه موجب می‌شود تا حرکت سلول‌های باکتری تسریع شود. بنابراین وجود این عامل نقش مهمی در فرآیند الگودهی سطح ایفا می‌کند. با این روش می‌توان تعداد سلول‌هایی را که با استفاده از گلیسرول روی سطح جا‌به‌جا می‌شود را کنترل کرد. این گروه تحقیقاتی موفق شد با این روش الگویی از جنس باکتری ای‌کولا روی سطح دی‌اکسید‌سیلیکون ایجاد کند.