গবেষকরা লাইভ কোষে সোনার ন্যানোপ্যাটার্নের 'ট্যাটু' - ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড

একক-কোষ স্তরে ইলেকট্রনিক্স এবং অপটিক্যাল সেন্সর মানবদেহের সাথে একত্রিত করার ক্ষমতা একদিন রিমোট মনিটরিং এবং রিয়েল টাইমে পৃথক কোষের নিয়ন্ত্রণ সক্ষম করতে পারে। ইলেকট্রনিক্স ফ্যাব্রিকেশনের অগ্রগতি ন্যানোস্কেল রেজোলিউশন সহ ট্রানজিস্টর এবং সেন্সর তৈরি করা সম্ভব করেছে, যখন উদ্ভাবনী ন্যানোপ্যাটার্নিং কৌশলগুলি নমনীয় সাবস্ট্রেটগুলিতে এই ডিভাইসগুলির সমাবেশ সক্ষম করে। যাইহোক, এই ধরনের প্রক্রিয়াগুলির জন্য সাধারণত কঠোর রাসায়নিক, উচ্চ তাপমাত্রা বা ভ্যাকুয়াম কৌশল প্রয়োজন যা জীবিত কোষ এবং টিস্যুগুলির জন্য অনুপযুক্ত।

এই বাধাগুলি অতিক্রম করার জন্য, জনস হপকিন্স বিশ্ববিদ্যালয়ের একটি গবেষণা দল জীবন্ত টিস্যু এবং কোষগুলিতে সোনার ন্যানোপ্যাটার্নগুলি মুদ্রণের জন্য একটি অ-বিষাক্ত, উচ্চ-রেজোলিউশন এবং ব্যয়-কার্যকর প্রক্রিয়া তৈরি করেছে। তাদের ফলাফল রিপোর্ট ন্যানো পত্র, তারা দেখায় যে নতুন কৌশলটি সোনার ন্যানোডট এবং ন্যানোয়ারের নমনীয় অ্যারে সহ জীবন্ত কোষ এবং টিস্যুগুলিকে "উল্কি" করতে পারে। শেষ পর্যন্ত, বায়োনিক্স এবং বায়োসেন্সিং-এর মতো অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য জীবন্ত টিস্যুর সাথে স্মার্ট ডিভাইসগুলিকে সংহত করতে পদ্ধতিটি ব্যবহার করা যেতে পারে।

"আমাদের কাছে যদি বিচ্ছিন্ন কোষগুলির স্বাস্থ্য ট্র্যাক করার প্রযুক্তি থাকত, তাহলে আমরা হয়তো অনেক আগেই রোগ নির্ণয় এবং চিকিত্সা করতে পারতাম এবং পুরো অঙ্গটি ক্ষতিগ্রস্ত না হওয়া পর্যন্ত অপেক্ষা করতে পারতাম না," দলের নেতা ব্যাখ্যা করেন ডেভিড গ্রাসিয়াস একটি প্রেস বিবৃতিতে. “আমরা একটি পিনের মাথার চেয়ে দশগুণ ছোট একটি জীবন্ত বস্তুতে ইলেকট্রনিক ট্যাটুর মতো কিছু রাখার কথা বলছি। এটি লাইভ সেলগুলিতে সেন্সর এবং ইলেকট্রনিক্স সংযুক্ত করার প্রথম পদক্ষেপ।"

ধন্যবাদ, লুও গু এবং সহকর্মীরা লাইভ কোষে সোনার ন্যানোপ্যাটার্নগুলিকে বন্ড করার জন্য একটি তিন-পর্যায়ের ন্যানোট্রান্সফার প্রিন্টিং প্রক্রিয়া ডিজাইন করেছে। প্রথম ধাপে, তারা পলিমার-লেপা সিলিকন ওয়েফারগুলিতে সোনার ন্যানোডট বা ন্যানোয়ারের অ্যারে মুদ্রণ করতে প্রচলিত ন্যানোইমপ্রিন্ট লিথোগ্রাফি (এনআইএল) ব্যবহার করেছিল। তারপরে তারা পলিমার দ্রবীভূত করে, কাচের কভারস্লিপে স্থানান্তরের জন্য ন্যানোয়ারে মুক্ত করে।

এরপরে, গবেষকরা সিস্টেমাইন দিয়ে সোনার পৃষ্ঠকে কার্যকরী করেছেন এবং একটি অ্যালজিনেট হাইড্রোজেল স্থানান্তর স্তরের সাথে সোনার NIL-অ্যারেগুলিকে প্রলিপ্ত করেছেন। তারা দেখিয়েছে যে এই পদ্ধতিটি নির্ভরযোগ্যভাবে 8 × 8 মিমি ন্যানোডট এবং ন্যানোয়ারের অ্যারেকে গ্লাস থেকে নরম এবং নমনীয় হাইড্রোজেলে স্থানান্তর করতে পারে। চূড়ান্ত ধাপে, জীবন্ত কোষ বা টিস্যুতে তাদের স্থানান্তর সক্ষম করার জন্য সোনার NIL-অ্যারেগুলি জেলটিনের সাথে সংযুক্ত করা হয়। হাইড্রোজেল স্থানান্তর স্তর বিচ্ছিন্ন করা তারপর সোনার প্যাটার্নটি প্রকাশ করে।

গবেষকরা অ্যালজিনেট হাইড্রোজেলে 250 এনএম-ব্যাসের সোনার বিন্দু (550 এনএম কেন্দ্র-থেকে-কেন্দ্রের ব্যবধান) বা 300 এনএম-চওড়া সোনার তারের (450 এনএম ব্যবধান) অ্যারেতে বীজযুক্ত জীবন্ত ফাইব্রোব্লাস্ট কোষের আচরণের তদন্ত করেছেন। বীজ বপনের প্রায় 24 ঘন্টা পরে, ন্যানোয়ার-মুদ্রিত হাইড্রোজেলের কোষগুলি ন্যানোয়ারের সমান্তরালে স্থানান্তরিত হয়, যেখানে ন্যানোডটগুলিতে থাকা কোষগুলি এলোমেলো, কিন্তু কিছুটা দ্রুত, স্থানান্তর প্রদর্শন করে। ন্যানোওয়ারের কোষগুলিও ন্যানোডটগুলির তুলনায় প্রায় দ্বিগুণ প্রসারিত করে। এই ফলাফলগুলি সেল ওরিয়েন্টেশন এবং মাইগ্রেশন গাইড করার জন্য সোনার NIL-অ্যারেগুলির ক্ষমতা প্রদর্শন করে।

কোষ এবং টিস্যুর সাথে জৈব সামঞ্জস্যপূর্ণ হওয়ার পাশাপাশি, অ্যালজিনেট হাইড্রোজেল জীবন্ত অঙ্গ এবং কোষগুলিতে সোনার NIL-অ্যারে স্থানান্তর করতে পারে। এটি প্রদর্শন করার জন্য, গবেষকরা পুরো মস্তিষ্কের সেরিব্রাল কর্টেক্স এবং একটি করোনাল মস্তিষ্কের টুকরোতে ন্যানোয়ার-মুদ্রিত হাইড্রোজেল স্থাপন করেছিলেন।

কালচার মিডিয়া এবং হাইড্রোজেলের বিচ্ছিন্নতার 2 ঘন্টা পরে, ন্যানোয়ারগুলি পুরো মস্তিষ্কের পৃষ্ঠের সাথে আবদ্ধ ছিল। বিপরীতে, মস্তিষ্কের স্লাইসে ন্যানোয়ারগুলি মেনে চলেনি, পরামর্শ দেয় যে আনুগত্য শক্তি বিভিন্ন কোষের ধরন এবং সংস্কৃতি পদ্ধতির মধ্যে পরিবর্তিত হয়। গবেষকরা নোট করেন যে শক্তিশালী দীর্ঘমেয়াদী বন্ধনের জন্য আনুগত্য প্রক্রিয়াগুলিকে বৈশিষ্ট্যযুক্ত এবং অপ্টিমাইজ করার জন্য আরও অধ্যয়ন প্রয়োজন।

অবশেষে, একক-কোষ স্তরে বায়োট্রান্সফার প্রিন্টিং মূল্যায়ন করার জন্য, গবেষকরা সোনার NIL-অ্যারে-মুদ্রিত অ্যালজিনেট হাইড্রোজেলগুলিতে মনোলেয়ার সেল শীটগুলিকে সংস্কৃতি করেছেন। 24 ঘন্টা পরে, তারা ফাইব্রোব্লাস্ট-বীজযুক্ত হাইড্রোজেলগুলিকে জেলটিন-প্রলিপ্ত কভারস্লিপের উপর উল্টে দেয় এবং কোষগুলিকে রাতারাতি কভারস্লিপের সাথে সংযুক্ত করতে দেয়।

অ্যালজিনেট হাইড্রোজেলকে বিচ্ছিন্ন করার পরে, ফ্লুরোসেন্স মাইক্রোস্কোপি প্রকাশ করেছে যে সোনার ন্যানোডটগুলির সাথে প্যাটার্নযুক্ত ফাইব্রোব্লাস্টগুলির কার্যক্ষমতা প্রায় 97%, যেখানে ন্যানোয়ারগুলির সাথে প্যাটার্নের কার্যকারিতা প্রায় 98% ছিল, যা নির্দেশ করে যে মুদ্রণ প্রক্রিয়াটি জীবন্ত কোষের সাথে জৈব সামঞ্জস্যপূর্ণ। প্যাটার্নযুক্ত ফাইব্রোব্লাস্ট সেল শীটে দেখা প্রতিফলিত রং পরামর্শ দেয় যে সোনার NIL-অ্যারের আকৃতি বজায় রাখা হয়েছিল।

বানোয়াট প্রক্রিয়াটি মাইক্রোস্কেল ফটোলিথোগ্রাফির সাথেও সামঞ্জস্যপূর্ণ, যা গবেষকদের 200 µm প্রশস্ত ষড়ভুজাকার এবং সোনার NIL-অ্যারেগুলির ত্রিভুজাকার প্যাচ তৈরি করতে সক্ষম করেছে। তারপরে তারা বায়োট্রান্সফার সেল শীটগুলিতে এগুলি মুদ্রণ করে, যা মাইক্রোপ্যাচে ফাইব্রোব্লাস্ট কোষগুলির নির্বাচনী বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে। 16 ঘন্টারও বেশি সময় রেকর্ড করা মুভিগুলি দেখায় যে উপরে মুদ্রিত ন্যানোয়ারের প্যাচযুক্ত কোষগুলি সুস্থ এবং স্থানান্তর করতে সক্ষম বলে মনে হয়েছিল, অ্যারেগুলি সরানোর সময়ও নরম কোষগুলিতে অবশিষ্ট থাকে।

ক্ষুদ্র সেন্সর একই সাথে হার্টের কোষে বৈদ্যুতিক এবং যান্ত্রিক কার্যকলাপ পরিমাপ করে

"আমরা দেখিয়েছি যে আমরা জীবন্ত কোষের সাথে জটিল ন্যানোপ্যাটার্ন সংযুক্ত করতে পারি, যখন কোষটি মারা না যায় তা নিশ্চিত করে," গ্রাসিয়াস বলেছেন। "এটি একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ফলাফল যে কোষগুলি উল্কি দিয়ে বাঁচতে এবং সরাতে পারে কারণ প্রায়শই জীবিত কোষ এবং ইলেকট্রনিক্স তৈরি করতে ইঞ্জিনিয়াররা যে পদ্ধতিগুলি ব্যবহার করে তার মধ্যে একটি উল্লেখযোগ্য অসঙ্গতি থাকে।"

গ্রাসিয়াস এবং সহকর্মীরা উপসংহারে পৌঁছেছেন যে তাদের ন্যানোপ্যাটার্নিং প্রক্রিয়া, স্ট্যান্ডার্ড মাইক্রোফ্যাব্রিকেশন কৌশলগুলির সাথে মিলিত, "নতুন সেল কালচার সাবস্ট্রেট, বায়োহাইব্রিড উপকরণ, বায়োনিক ডিভাইস এবং বায়োসেন্সরগুলির বিকাশের সুযোগ উন্মুক্ত করে"। এর পরে, তারা আরও জটিল ন্যানোসার্কিটগুলি সংযুক্ত করার চেষ্টা করার পরিকল্পনা করেছে যা দীর্ঘ সময়ের জন্য জায়গায় থাকতে পারে, সেইসাথে বিভিন্ন ধরণের কোষের সাথে পরীক্ষা করে।

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোইএসজি। মোটরগাড়ি / ইভি, কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটো হেলথ। বায়োটেক এবং ক্লিনিক্যাল ট্রায়াল ইন্টেলিজেন্স। এখানে প্রবেশ করুন.
• চার্টপ্রাইম। ChartPrime এর সাথে আপনার ট্রেডিং গেমটি উন্নত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• ব্লকঅফসেট। পরিবেশগত অফসেট মালিকানার আধুনিকীকরণ। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/researchers-tattoo-gold-nanopatterns-onto-live-cells/