Een apparaat gemaakt dat berekeningen uitvoert door cellen op papier af te drukken

Tegenwoordig hebben we veel elektronische apparaten – zoals computers en tablets –

voldoende rekenkrachtGeweldig. Maar ondanks hun kracht zijn het zeer beperkte apparaten voor het detecteren van biologische markers die de aanwezigheid van ziekten aangeven. Om deze reden begon men enkele jaren geleden met de ontwikkeling van biologische computers – levende cellulaire apparaten die meerdere markers kunnen detecteren en complexe reacties kunnen genereren. Daarin gebruiken onderzoekers biologische receptoren die exogene signalen kunnen detecteren en deze met behulp van synthetische biologie kunnen aanpassen om te reageren op basis van de informatie die ze detecteren.

Nu mobielapparaten die onder bepaalde omstandigheden gedurende een beperkte tijd in een laboratorium moeten worden bediend en door een moleculair bioloog moeten worden gehanteerd. Nu heeft een groep onderzoekers van de Universiteit van Pompeu Fabra een nieuwe technologie ontwikkeld om cellulaire apparaten op papier af te drukken die buiten het laboratorium kunnen worden gebruikt.

Ik vraag me af wat ze voor inkt gebruikenverschillende soorten cellen met voedingsstoffen voor tekening. De cellen blijven levend en functioneel gevangen in het papier en blijven daar groeien en kunnen signalen uitzenden die door het papier reizen en andere cellen bereiken. De reden om dit op papier (of andere ondergronden zoals stof) te doen is vooral praktisch. Het is een goedkope methode die gemakkelijk kan worden aangepast aan industrieel gebruik, en grote hoeveelheden kunnen tegen zeer lage kosten worden geproduceerd.

"We wilden een schaalbaar product ontwikkelenmodel en dacht erover om een ​​printsysteem te gebruiken dat vergelijkbaar is met het systeem dat wordt gebruikt voor het bedrukken van T-shirts. We maken vormen volgens ons ontwerp, we impregneren het met verschillende cellulaire inkten, zoals een buffer, brengen het op papier aan en de cellen worden afgezet.”

Sira Mogas-Diez van de Pompeu Fabra Universiteit in Spanje

Het sterke punt is dat deze apparatenop papier kan worden gekoeld of zelfs ingevroren, omdat de cellulaire inkt cryoprotectanten bevat die dit mogelijk maken. In tegenstelling tot eerdere apparaten kunnen ze dus voor gebruik lange tijd worden bewaard.

In deze nieuwe aanpak wordt elk element van het apparaatis een groep cellen, in dit geval bacteriën, met minimale genetische modificaties die verschillende signalen kunnen detecteren. De cellen leven in een strook papier en communiceren met elkaar, integreren signalen en genereren een of andere reactie, afhankelijk van verschillende combinaties van gedetecteerde signalen. De elementen veranderen niet, maar door hun locatie in de ruimte te veranderen met behulp van de tekening die ze op papier maken, kun je apparaten maken met verschillende functies.

“Dus de volgorde van de cellen is de software, de cellen zijn de hardware en het papier is het fysieke substraat waarop de cellen zijn geplaatst.”

Javier Macia van de Pompeu Fabra Universiteit in Spanje

Het onderzoeksteam heeft verschillende ontwikkeldbiosensoren, waarvan er één is ontworpen om kwik te detecteren. In vergelijking met andere bestaande systemen draagt ​​het systeem bij aan de visuele beoordeling van de kwikconcentratie zonder dat hiervoor een apparaat in het laboratorium nodig is. Afhankelijk van de hoeveelheid aanwezig kwik verschijnen er meer of minder stippen op de reactieve strip die met het blote oog geteld kunnen worden.

Lees ook:

Natuurkundigen hebben een analoog van een zwart gat gemaakt en de theorie van Hawking bevestigd. Waar leidt het toe?

Hoor NASA's Perseverance-rover die over Mars beweegt.

Люди могут выдерживать очень низкие температуры даже без источников тепла.