Существующие технологии создания наноструктур ограничены. При помощи лазерного травления узоров по поверхности можно создавать двухмерные наноструктуры, но для трехмерных моделей такой метод не годится. 3D-объекты получаются наращиванием слоев, но этот процесс медленный и трудный. Есть технологии прямой 3D-печати нанообъектов, но они работают только с определенными материалами вроде полимеров или пластмасс.
Ученые Массачусетского технологического института решили обойти эту проблему, адаптировав технологию экспансионной микроскопии, придуманную для биомедицины — когда ткани погружаются в гидрогель и разрастаются, чтобы их можно было рассмотреть в обычный микроскоп. Исследователи обратили этот процесс и, таким образом, смогли уменьшить крупные объекты до наномасштаба. Этот подход они назвали «имплозионным изготовлением», пишет MIT News.
В качестве каркаса они использовали полиакрилат, абсорбирующий материал, которым наполняют подгузники. Полиакрилат погружается в раствор, состоящий из молекул красителя флуоресцеина, который прикрепляется к каркасу, когда на него падает луч лазера. При помощи двухфотонной микроскопии ученые поместили эти молекулы в определенные точки внутри геля. Они служат «якорями», к которым можно привязать другие типы молекул.
Как только желаемые молекулы привязаны к «якорям», исследователи уменьшают всю конструкцию с помощью кислоты.
Так можно уменьшить объекты в 10 раз вдоль каждой оси, то есть общий объем уменьшается в тысячу раз.
Этот метод позволяет не только повысить разрешение нанообъектов, но и собирать материалы в каркасах с низкой плотностью, что облегчает модификацию структуры. После уменьшения материал приобретает необходимую плотность. Сейчас таким образом можно создавать объекты размером около 1 кубического мм, с фактурой разрешением 50 нм. Дальнейшая работа над технологией даст возможность усовершенствовать этот процесс.
Высокоточный метод наблюдения за белками внутри клеток изобрели в Великобритании. Ученые придумали особый способ маркировки белков на основе ферритина, который прикрепляется к белку и становится видимым для электронного микроскопа.
