Mногофункциональный наноразмерный клеточный эндоскоп

Многофункциональный наноразмерный клеточный эндоскоп

Ученые из Университета Дрекселя создали многофункциональный наноразмерный клеточный эндоскоп который позволяет проводить комплексные анализы, определять заболевания клетки на ранней стадии развития и проводить внутриклеточные инъекции лекарственных препаратов, без риска повреждения живой клетки...

 

Ученые из Университета Дрекселя создали многофункциональный наноразмерный клеточный эндоскоп

Многофункциональный наноразмерный клеточный эндоскоп

Он позволяет проводить комплексные анализы, определять заболевания клетки на ранней стадии развития и проводить внутриклеточные инъекции лекарственных препаратов, без чувствительного повреждения живой клетки Изображения клеток проколотых наноиглой, появляющиеся на обложках журналов и книг на протяжении последнего десятилетия, стали своеобразным символом нанотехнологий в медицине и биологи, но фактически наноиглы, с помощью которых можно «сделать укол» маленькой живой клетке, не вызывая ее существенного повреждения, не были реальностью до недавнего времени.

Рис.1. Многостенные углеродные нанотрубки прикреплены к кончику стеклянной пипетки, которая покрыта непроводящим эпоксидным полимером снаружи и проводящим – изнутри.


Команда инженеров, ученых и биологов из Института Нанотехнологий Университета Дрекселя , США (DNI, USA) разработала революционное решение "все-в-одном" в виде наноразмерного эндоскопа из углеродной нанотрубки которая прилагается к стандартной микропипетке из стекла - многофункциональный наноразмерный эндоскоп для инъекций и зондирования живых клеток, практически без риска их повреждения. Эта методика позволит определять заболевания клетки на ранней стадии и заранее проводить лечение с помощью безопасных внутриклеточных инъекций лекарственных препаратов, предотвращая дальнейшее развитие болезни.


В исследованиях под руководством директора Института Нанотехнологий (DNI) Юрия Гогоци (Dr. Yury Gogotsi), профессора материаловедения и инженерии, и доктора Гарри Фридмана, профессора электротехники, для оценки клетки использовался клеточный эндоскоп, построенный на основе нанотрубок, размером примерно в тысячу раз меньше, чем человеческий волос. Такой эндоскоп обеспечивает проникновение в живую внутриклеточную среду, обеспечивая комплексный анализ клетки на молекулярном уровне с помощью, электрических и оптических сигналов, отбора микропроб и введения флуоресцентных квантовых точек, практически не повреждая клеточной оболочки.

По словам профессора Юрия Гогоци, (prof. Yury Gogotsi) эндоскопы, созданные учеными из Университета Дрекселя, имеют наименьший размер из когда-либо испытуемых."Эндоскопы открывают возможность применения новой более продвинутой технологии, незаменимой для изучения основ жизнедеятельности как отдельной клетки, так и для всей молекулярной биологии в целом".

Ядро клетки первичного гепатоцита клетка первичного гепатоцита с красителями

Ядро клетки первичного гепатоцита прокалывается эндоскопом в 100 nm

Ядро клетки первичного гепатоцита на различных типах красителей, красным оттенком митохондрии

Обычно микробиологи, при проникновении в клеточные органелы и биомолекулы, необходимом для выявления заболеваний и анализа действия новых лекарственных препаратов на жизнедеятельность и функционирование клеток, уничтожают большее их количество. Для проведения внутриклеточных инъекций широко используются стеклянные микопипетки, которые из-за сравнительно больших своих размеров причиняют серьезные повреждения, травмируют или убивают живую клетку, кроме того, такие пипетки не предназначены для передачи информации в виде оптических или электрических сигналов внутри клетки.


Как рассказал профессор Гарри Фридман (Dr. Gary Friedman), у ученых возникла идея разработки зонда, минимально травмирующего клетку, с кончиком, который, находясь внутри клетки в течение длительного времени, смог бы передавать важную информацию в виде оптических и электрических сигналов, а также позволял проводить изъятие небольших проб внутриклеточного материала. Такой зонд напоминает эндоскоп, используемый врачами для выполнения операций, минимально травмирующих внутренние органы. Достаточно простой принцип данного эндоскопа, суть которого состоит в совмещении стеклянной микропипетки, которая обычно применяется в биологических исследованиях, с углеродной нанотрубкой на кончике, обеспечит его производство и широкое использование уже в ближайшем будущем.


Профессор Майкл Шарлоу (Dr. Michael Schrlau), руководитель научно-исследовательской лаборатории в Институте Кека при Центре Материаловедения и Инжиниринга Университета Дрекселя, заявил: "Сейчас мы создаем эндоскоп для демонстрации его возможностей и возможностей влияния на живую клетку, чтобы найти ответы на некоторые вопросы, которые давно интересуют микробиологов. Также мы активно занимаемся разработкой внутриклеточных эндоскопов с возможностью комбинационной светоскопии с повышенным рассеиванием света, благодаря технологии покрытия эндоскопа золотом.


Ученые из Университета Дрекселя получили на исследования и разработки нанотрубчатых эндоскопов грант Nanoscale Interdisciplinary Research Team National Science Foundation, а также финансирование от WM Keck Foundation.
По результатам исследований опубликована статья в журнале Multifunctional carbon-nanotube cellular endoscopes. Nature Nanotechnology 6 (2011) 57–64

По материалам:

Singhal, R., Orynbayeva, Z., Kalyana Sundaram, R., Niu, J., Bhattacharyya, S., Vitol, E., Schrlau, M., Papazoglou, E., Friedman, G., & Gogotsi, Y. Multifunctional carbon-nanotube cellular endoscopes. Nature Nanotechnology 6 (2011) 57–64, DOI: 10.1038/nnano.2010.241

Drexel Researchers Create Early Disease Detection and Drug Delivery Device for Single Living Cells// http://www.drexel.edu/news/headlines/drexel-researchers-create-early-disease-detection-and-drug-delivery-device-for-single-living-cells.aspx"

 

НОВОСТИ НАУКИ И НАНОТЕХНОЛОГИИ

Рецепт безопасных батарей - добавка из наноалмаза

Исследователи из Дрекселя сообщили, что добавление наноалмазов к раствору электролита в литиевых батареях может предотвратить образование дендритов, тензор-подобных отложений ионов, которые со временем могут расти внутри батареи и вызывать опасные сбои. (Фото предоставлено Университетом Дрекселя и Университетом Цинхуа).С целью предотвратить опасные неисправности лептопов исследователи из Университета Дрекселя разработали рецепт, который может превратить раствор электролита - ключевой компонент большинства батарей - в защиту от химического процесса, который приводит к поломкам, связанным с батареями.

 
20 июня 2017 года по решению академического совета директору Института Наноматериалов им. А. Дж. Дрекселя, профессору Юрию Гогоци было присвоено звание Почетного доктора Института проблем материаловедения им. Францевича Национальной академии наук Украины

На фото слева направо: замдиректора Рагуля А.В., Баглюк Г. А., Заворотный М.Г., профессор Юрий Гогоци, ученый секретарь Картузов В.В. и академик Фирстов С.А. 20 июня 2017 года по решению академического совета директору Института Наноматериалов им. А. Дж. Дрекселя, профессору Юрию Гогоци было присвоено звание Почетного доктора Института проблем материаловедения им. Францевича Национальной академии наук Украины..

 
Юрий Гогоци. Профессор наноматериалов и научный Эверест. Интервью для "Українська Правда. Життя"

altСейчас значительная часть жизни ученого Юрия Гогоци - это международные полеты из США по всему миру, лекции, открытие лабораторий, редактирование научного журнала ACS Nano (18-того в рейтинге Google Scolar среди тысяч). И как минимум две статьи каждый год для самых влиятельных научных журналов мира Nature и Science.

 
Юрий Гогоци – самый влиятельный ученый современной Украины - Канал 24

alt

Жизнь Юрия Гогоци – это постоянные перелеты между топовыми лабораториями мира, написание статей в лучших научных журналов мира и исследования материалов, которые могут изменить мир вокруг. Ученый из Киева ежегодно получает более миллиона долларов на лабораторные эксперименты, правда, только за границей. Прочитать лекции в Украине его приглашают крайне редко.

 
Интервью профессора Юрия Гогоци для Hromadske о науке, финансировании и перспективах

профессор Университета Дрекселя Юрий Гогоци Фото: Александр Попенко/ГромадськеЕго труды цитируют чаще, чем многих нобелевских лауреатов, он получает на исследования 2,2 миллиона долларов от родного университета, однако в Украине о Юрия Гогоци знают немногие: лишь несколько публикаций о нем в сети и 2-3 приглашение на выступления в год.

 
Лекция профессора Юрия Гогоци в НТУУ КПИ, 8 июня 13:00

Профессор Юрий  Гогоци, Университет Дрекселя, США

Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского»
Инженерно-физический факультет
Корпус №9, ауд. 101
Дата и время проведения: 8 июня в 13:00
Вход свободный

 
Научная лекция профессора Юрия Гогоци Открытие новых материалов и технологии будущего в ИПМ НАНУ, 7 июня 12:00

Профессор Юрий Гогоци

 Институт проблем материаловедения им.Францевича НАНУ

Главный корпус, Актовый зал (к. 208)

Дата и время проведения: 7 июня в 12:00

Вход свободный

 
Открытая лекция выдающегося ученого мирового уровня профессора Юрия Гогоци «Зарядиться на два миллиона» о последних достижениях в области наноматериалов и хранениия энергии, 7 июня, 19:00, Киев, фотостудия Lightfield Productions

профессор Юрий Гогоци, Университет Дрекселя Ученый расскажет, как сочетаются инновации и фундаментальные исследования, сколько будут работать традиционные батарейки и аккумуляторы в будущем и какими будут источники света.

 
Нанотехнологии и энергия будущего: профессор Юрий Гогоци о нанотехнологиях в области хранения энергии на Всемирной научной ярмарке 2017 года World Science Fair 2017

Professor Yury Gogotsi at World Science Festival 2017Среди экспертов в студии World Science Fair 2017 выдающийся ученый из Университета Дрекселя профессор Юрий Гогоци, лауреат премии имени Фреда Кавли. 

 
Семинары Виктора Корсуна и Дугласа Грехема 7, 8, 12 июня в Киеве, Львове и Харькове: Инновационный менеджмент, продвижение, лицензирование, передача технологий и коммерциализации

alt7 июня в 14:30 в Научном Парке "Киевская политехника" состоится семинар с участием Виктора Корсуна (Vic Korsun, USA) и Дугласа Грэхема (Douglas Graham, USA), которые представят новую платформу для Инновационного менеджмента, продвижения, лицензирования, передачи технологий и коммерциализации

 
Максен MXene, открытый группой ученых из Университета Дрекселя под руководством профессора Юрия Гогоци, - новое имя среди двумерных наноматериалов

Исследователи из Института Наноматериалов Университета Дрекселя изучали максины на протяжении боле половины десятилетия. Слева направо: Алексей Гогоци, директора Центра Материаловедения (Украина), Габриэл Скалл, Бабак Анасори, Мухаммед Альхабиб и профессор Юрий Гогоци.На данный момент синтезированы и изучены более двадцати максенов (MXenes) - двумерных карбидов, нитридов и карбонитридов переходных металлов, и еще ожидается, что десятки их будут синтезированы. Применение высоко электропроводящих максенов является очень перспективным для хранения энергии, экранирования и защиты от электромагнитных помех, электрокатализа, плазмоники и многих других приложений.

 
Вакансия: Постдокторант или научный сотрудник в Цзилиньском университете, г.Чанчунь, Китай, с возможностью стажировки в США.

alt

К вниманию молодых ученых - отличная возможность для начала успешной научной карьеры под руководством известного авторитетного профессора Юрия Гогоци.

- Позиция в одном из лучших университетов Китая с возможностью стажировки в США.

- Работа под руководством наиболее цитируемого украинского ученого, работающего зарубежом, профессора Юрия Гогоци;

- Научная работа в области новых двумерных  наноматериалов для энергетики;

- Цель работы: достижение прорыва в области возобновляемых источников энергии, публикация статей в ведущих международных журналах.

- Начальный срок - 1 год с возможностью продления до трех лет. Оплата в зависмости от квалификации.

 
Доктор Юрий Гогоци стал почетным профессором Цзилиньского университета, Чанчунь, провинция Цзилинь, Китай

профессор Юрий Гогоци и ректор Цзилиньского Университета Ли Юаньюань

20 октября 2016 года в торжественной обстановке прошла официальная церемония назначения доктора Юрия Гогоци почетным профессором Цзилиньского университета, Чанчунь, провинция Цзилинь, Китай.

 
Доклад Алексея Гогоци, директора Центра материаловедения в Цзилиньском Университете, Чанчунь, Китай, 19 октября 2016

Доклад директора MRC Алексея Гогоци в Колледже Физики Цзилиньского Университета, Чанчунь, 19 октября 2016Алексей Гогоци, директор Центра материаловедения, был приглашен профессором Хан Вей в Цзилиньский Университет для обсуждения совместного сотрудничества с научными подразделениями Университета в области разработки, синтеза материалов и технологии изготовления суперконденсаторов.

 
Защитное покрытие из наноматериала максена MXene для отражения и поглощения электромагнитных помех

Максен это тонкий и легкий наноматериал, который обладает уникальной способностью блокировать и поглощать электромагнитное излучение, что делает его идеальным для использования в качестве защитного механизма в электроникеГруппа исследователей из Университета Дрекселя и Корейского института науки и технологий работает над очисткой от таких электромагнитных помех с помощью нанесения на компоненты тонкой защитной пленки наноматериала под названием Максин.

 
Профессор Юрий Гогоци, директор Института Наноматериалов Университета Дрекселя, США, и директор Центра материаловедения Алексей Гогоци посетили Университет Цзилинь в Чанчуне, Китай.

Слева направо: директор Центра материаловедения Алексей Гогоци, проф. Юрий Гогоци, Университет Дрекселя, и проф Gao Yu, проф. Fei Du, и  директор Лаборатории физики и технологий для современных батарей Университета Цзилинь проф.Yingjin Wei, Чанчунь, Китай. Они встретились с китайскими партнерами по научным исследованиям из Лаборатории физики и технологий для современных батарей Университета Цзилинь

 
Профессор Юрий Гогоци был награжден престижной премией 2016 Nano Energy Award, 15 июля 2016 в Пекине.

директор Института Наноматериалов Университета Дрекселя профессор Юрий Гогоци был награжден  престижной премией 2016 Nano Energy Award. директор Института Наноматериалов Университета Дрекселя профессор Юрий Гогоци был награжден  престижной премией 2016 Nano Energy Award. Эту награду профессору Юрию Гогоци вручал главный редактор журнала Elsevier и Nano Energy Zhong Lin Wang Профессор Юрий Гогоци сделал огромный вклад в изучение и понимание механизмов емкостного наколения энергии.

 
Поздравляем профессора Юрия Гогоци с победой в премии 2016 Nano Energy Award!

prof. Yury Gogotsi, Drexel University

Победителем престижной международной научной премии 2016 Nano Energy Award стал профессор Юрий Гогоци, директор Института наноматериалов Университета Дрекселя

 
Юрий Гогоци и Патрис Симон стали лауреатами международной премии RUSNANOPRIZE 2015 за разработку углеродных наноматериалов для суперконденсаторов

Лауреаты премии RUSNANOPRIZE 2015 проф. Юрий Гогоци (Университет Дрекселя, США) и проф. Патрис Симон (Университет Тулузы им. Поля Сабатье, Франция), 28 октября 2015 г. На форуме «Открытые инновации»,  открывшемся 28 октября 2015 г. в Москве, состоялась церемония вручения премии RUSNANOPRIZE за достижения в области нанотехнологий Юрию Гогоци и Патрису Симону

 
Проф. Юрий Гогоци, Университт Дрекселя и проф. Патрис Симон, Университет Тулузы им. Поля Сабатье вошли в шорт-лист номинантов премии в области нанотехнологий RUSNANOPRIZE 2015

altОбъявлен шорт-лист претендентов на Международную премию в области нанотехнологий RUSNANOPRIZE 2015, в числе трех команд - претендентов проф. Юрий Гогоци, Университт Дрекселя (США) и проф. Патрис Симон, Университет Тулузы им. Поля Сабатье (Франция).