Una vez en el territorio de la ciencia ficción, los "nanobots" están más cerca que nunca de convertirse en realidad, con posibles aplicaciones en medicina, fabricación, robótica y fluídica. Hoy en día, los científicos informan sobre el progreso en el desarrollo de máquinas diminutas: han fabricado bombas nanobotque destruyen los agentes nerviosos, mientras que simultáneamente administran un antídoto.
Los investigadores presentarán sus resultados hoy en la 256ª Reunión y Exposición Nacional de la American Chemical Society ACS.
Según Ayusman Sen, Ph.D., investigador principal del proyecto, este estudio surgió de una investigación más general dirigida a hacer nanobots a partir de enzimas. "Hemos estado buscando cómo convertir la energía química en movimiento", dice. "Tomamos la energía que se genera de las reacciones catalíticas para provocar el movimiento de las enzimas ".
Para fabricar sus nanobots, Sen y su grupo de la Universidad Estatal de Pensilvania utilizaron enzimas que se encuentran en la naturaleza. Estas son proteínas que ayudan a que se produzcan reacciones químicas específicas, convirtiendo un reactivo materia prima en un producto.
La comprensión de que las enzimas pueden moverse al catalizar una reacción es un descubrimiento relativamente nuevo. Anteriormente, los científicos pensaban que estas proteínas se desplazaban en el citoplasma de la célula por difusión pasiva, encontrando sus reactivos y otras enzimas por mayor o menor probabilidadSin embargo, Sen y otros han demostrado recientemente que cuando las enzimas catalizan una reacción, se mueven. Los investigadores aún no están seguros de cómo se produce este movimiento, pero es probable que implique un cambio en la forma de la enzima tras la catálisis. El grupo de Sen ha demostradoque estas proteínas pueden incluso nadar a lo largo de un camino hacia niveles más altos de reactivo. Estas características hacen que las enzimas sean un material atractivo para el desarrollo de nanobots.
"Si tomamos enzimas y las anclamos a una superficie para que no puedan moverse, y les damos su reactivo, terminan bombeando el fluido que las rodea", dice Sen. "Así que actúan como bombas de fluido en miniatura que se pueden usarpara una variedad de aplicaciones ". Señala que los nanobots bombean líquido a una velocidad de varios microlitros - o millonésimas de litro - por segundo.
Sen y sus compañeros de trabajo fabricaron nanobots para neutralizar los organofosforados, una clase de agentes nerviosos. La exposición a estos químicos durante el combate militar o los ataques terroristas puede causar daño neurológico permanente y, en algunos casos, la muerte. Una enzima, llamada anhidrolasa de ácido organofosforado, puededestruyen estos agentes nerviosos. Los investigadores inmovilizaron esta enzima en un gel que también contenía un antídoto. La exposición a organofosforados activa la enzima: "La enzima bombea activamente el compuesto de fosfato organo y lo destruye, y al mismo tiempo bombea un antídoto".Sen dice. Es importante destacar que el sistema no requiere una fuente de energía externa porque la enzima es alimentada por el reactivo organofosforado.
Las bombas nanobot podrían incorporarse algún día a la ropa protectora para los militares o los socorristas, dice Sen. También está explorando aplicaciones para nanobots basados en otras enzimas, por ejemplo, un dispositivo de bombeo de insulina para tratar la diabetes y una enzimasistema de suministro de medicamentos. La Universidad Estatal de Pensilvania ha presentado una solicitud de patente sobre la nueva tecnología prometedora: "Si desea hacer bombas que bombeen cantidades muy pequeñas de líquido de una manera muy precisa, esta es una forma de hacerlo".Sen dice
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Sociedad Americana de Química . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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