تولید غشاء سلولی مصنوعی با استفاده از نانولیتوگرافی

محققان آلمانی و بریتانیایی موفق شدند تا با استفاده از نانولیتوگرافی غشاء سلولی مصنوعی تولید کنند. این غشاء از جنس فسفولیپید بوده و می‌توان آن را روی زیرلایه‌های مختلف نظیر گرافن ایجاد کرد.

مایکل هیرتز از موسسه کارلسرو و آراویند ویجایارقاوان از دانشگاه منچستر روش جدیدی را برای تولید غشاهای مصنوعی ارائه کردند. این گروه از نوک نانومقیاس برای دستکاری لایه فسفولیپید روی یک بستر گرافن استفاده کردند. این غشاء مصنوعی که به تقلید از غشاءهای طبیعی ساخته شده‌است می‌تواند به دانشمندان برای مطالعات زیستی کمک کند. این غشاء می‌تواند کاربردهای متعدی در زیست‌فناوری داشته باشد.
لیپیدها عناصر اصلی سازنده غشاءهای سلولی هستند. در بدن انسان بیش از ۱۰۰ تریلیون سلول وجود دارد که هر یک از آنها در میان یک غشاء دولایه محاط شده‌است. یک بخش این ساختار آبدوست و بخش دیگر آن آبگریز است. درک بهتر این ساختارها برای دانشمندان اهمیت زیادی دارد زیرا می‌توان از این ساختارها در تولید حسگرهای زیستی استفاده کرد. مطالعه غشاءها در بدن به صورت زنده کاری دشوار است. برای حل این مشکل یک گروه تحقیقات بین‌المللی با استفاده از نانولیتوگرافی موفق به ساخت غشاء فسفولیپیدی روی زیرلایه گرافیت شدند.
در این روش از یک نوک بسیار تیز برای دستکاری سطح استفاده کردند شبیه کاری که نوک قلم برای نگارش متن روی کاغذ انجام می‌دهد. این نوک نانومقیاس می‌تواند با دقت بسیار بالایی سطح را دستکاری کند. در صورتی که چندین نوک به صورت همزمان مورد استفاده قرار گیرد می‌توان ترکیبی از لیپیدها را روی سطح الگودهی کرد. همچنین می‌توان غشاءهایی با ساختار شیمیایی مختلف تولید کرد.
این گروه از گرافن نیز به‌عنوان زیرلایه استفاده کردند. نتایج نشان داد که لیپیدها روی سطح به خوبی پخش شدند و یک غشاء با کیفیت بالا به‌دست آمد. استفاده از گرافن مزیت دیگری نیز داشت، هدایت الکتریکی گرافن قابل تنظیم است؛ بنابراین می‌توان برای کاهش تابش فلورسانس لیپیدهای برچسب‌دار از آن استفاده کرد. برخی از لیپیدهای دارای سایت‌های اتصال مانند بیوتین هستند که پروتئینی نظیر استراپ‌آویدین می‌تواند به آن متصل شود. در چنین اتصالی اگر لیپید باردار باشد این برهم‌کنش میان استراپ‌آویدین و بیوتین منجر به تغییر بار لیپید شده که این تغییر بار به زیرلایه گرافن منتقل می‌شود با این کار می‌توان فرآیند حسگری را انجام داد. این گروه قصد دارند از غشاء مصنوعی که ساخته‌اند برای تولید زیست‌حسگر استفاده کنند.