Strona główna Aktualności
Przyroda

A jednak się kręcą! Ruch syntetycznych motorów molekularnych widać pod mikroskopem

24.06.2017 Przyroda, Materia i energia

Wizualizacja zasady działania motoru molekularnego; Źródło: JACS, B. Krajnik et al.

Badacze zaprojektowali cząsteczki, które pod wpływem światła UV zaczynają wirować jak śmigła helikoptera. Za badania nad motorami molekularnymi przyznano ubiegłorocznego Nobla z chemii. Teraz okazuje się, że ruch ten można zobaczyć na własne oczy - pod mikroskopem optycznym. Udało się to m. in. dzięki pracy polskiego badacza.

Kiedy w ubiegłym roku laureatami Nobla zostali Jean-Pierre Sauvage, Sir J. Fraser Stoddart i Bernard "Ben" Feringa - pisaliśmy, że nagrodę przyznano "twórcom niewidocznych maszyn". Teraz okazuje się, że te docenione przez komitet noblowski maszyny - chociaż są nanometrowych rozmiarów (czyli wielkości liczonej w milionowych częściach milimetra) - nie muszą być całkiem niewidoczne. Dzięki badaniom, prowadzonym m.in. dr. Bartosza Krajnika z Politechniki Wrocławskiej - okazuje się, że ruch takich maszyn można obserwować pod mikroskopem optycznym.

 

W badaniach wykorzystano motory molekularne zaprojektowane i zsyntezowane w grupie ubiegłorocznego noblisty Bena Feringi. Są to cząsteczki organiczne, w których można wyróżnić stator i rotor. Kiedy taką molekułę oświetli się światłem UV z lasera, rotor zaczyna się kręcić wokół łączącego go ze statorem wiązania – trochę jak jedno odgięte w górę śmigło helikoptera albo wskazówka zegara.

 

Wcześniej było wiadomo, że motory molekularne się obracają, ale ich ruchu nie obserwowano bezpośrednio. Teraz się udało! Dr Bartosz Krajnik podczas swojego stażu podoktorskiego na belgijskim Katolickim Uniwersytecie w Leuven zaobserwował po raz pierwszy obroty takich motorów. Badania, których jest pierwszym autorem, ukazały się w maju w czasopiśmie JACS http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.7b02758

 

"Kiedy patrzymy na obraz z mikroskopu, widzimy dziesiątki wzorów, które się obracają. To spektakularne, jeśli zdamy sobie sprawę, że to są pojedyncze, rotujące molekuły! A w dodatku ruchem tych molekuł możemy sterować za pomocą światła" - komentuje w rozmowie z PAP Krajnik. I dodaje: "Te badania to kolejny krok w kierunku kontroli maszyn molekularnych".

 

Wydawałoby się, że pod zwykłym mikroskopem optycznym nie ma możliwości zaobserwowania ruchu pojedynczych cząsteczek. Są one przecież mniejsze, niż rozdzielczość takiego urządzenia. Można się jednak uciec do podstępu. Do molekuły można przyczepić znacznik fluorescencyjny, który świeci oświetlony np. zielonym laserem. Wówczas, za pomocą mikroskopu fluorescencyjnego można zaobserwować pojedyncze cząsteczki jako świecące punkty, podobnie jak obserwuje się gwiazdy na nocnym niebie.

 

W doświadczeniu, które prowadził dr Krajnik, użyto odpowiednio przymocowanych do podłoża nanomotorów ze znacznikami fluorescencyjnymi. Oświetlało się je światłem dwóch laserów - zielonego - aby molekuły zaczęły świecić - i ultrafioletowego - aby wprawić je w ruch. "Samo przygotowanie próbek wymagało od nas 9 godzin ciągłej pracy, po czym należało natychmiast rozpocząć eksperyment" - wspomina naukowiec.

 

W doświadczeniu wykorzystano tzw. technikę defocused wide-field imaging. "Jeśli się rozogniskuje obraz w mikroskopie w odpowiedni sposób, na kamerze zaczyna być widoczny wzór, dzięki któremu można ustalić orientację cząsteczki w przestrzeni" - opisuje rozmówca PAP.

 

Z teorii wynika, że wszystkie nanomotory powinny się kręcić w jednym kierunku. "Na razie nie byliśmy tego w stanie udowodnić – rozdzielczość czasowa w eksperymencie była zbyt mała. Nie wiemy więc, ile obrotów wykonała cząsteczka pomiędzy zarejestrowanymi klatkami filmu" – opowiada dr Krajnik. Można to porównać do filmowania kręcącego się śmigła helikoptera - ono też potem na filmie zdaje się poruszać w innym tempie, niż ma to miejsce w rzeczywistości. „Kamera może rejestrować obraz nawet co 10 ms, ale w tak krótkim oknie czasowym, nie zarejestrowalibyśmy odpowiednio dużej ilości światła. To w końcu pojedyncze molekuły!” – dodaje dr Krajnik.

 

Maszyny molekularne wciąż jeszcze czekają na zastosowania. Można się spodziewać, że będą wykorzystywane w nanorobotyce do budowy maszyn molekularnych i nanomedycynie.

 

PAP - Nauka w Polsce, Ludwika Tomala

 

lt/ zan/

Obrazy obracających się motorów molekularnych zaobserwowane pod mikroskopem optycznym, Źródło: JACS, B. Krajnik et al.

Załączniki
Podziel się
Ocena: 0 głosów

Logowanie



Nie pamiętam hasła

Rejestracja

Komentarze: 1
Skomentuj Zobacz wszystkie  

Uwaga Redakcje!

Wszelkie materiały PAP (w szczególności depesze, zdjęcia, grafiki, pliki video) zamieszczone w serwisie "Nauka w Polsce" chronione są przepisami ustawy z dnia 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych oraz ustawy z dnia 27 lipca 2001 r. o ochronie baz danych.

 

PAP S.A. zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - www.naukawpolsce.pap.pl. W przypadku portali społecznościowych prosimy o umieszczenie jedynie tytułu i leadu naszej depeszy z linkiem prowadzącym do treści artykułu na naszej stronie, podobnie jak to jest na naszym profilu facebookowym. 

 

Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów video.

 

Informacje tekstowe z kategorii "Świat" można pozyskać odpłatnie abonując Serwis Nauka i Zdrowie PAP. Serwis ten zawiera ponadto wiele innych najnowszych doniesień naukowych z zagranicy oraz materiałów dotyczących szeroko rozumianej problematyki zdrowotnej. 

 

Informacje na temat warunków umowy można uzyskać w Dziale Sprzedaży i Obsługi Klienta PAP, tel.: (+48 22) 509 22 25, e-mail:  pap@pap.pl

 

Informacje o przedruku artykułów z Serwisu Nauka w Polsce, prośby o patronaty medialne, informacje o prowadzonych badaniach, organizowanych konferencjach itd., prosimy przesyłać na adres: naukawpolsce@pap.pl

 

 

Najpopularniejsze materiały

więcej

Książka

Polskie tłumaczenie jednego z najważniejszych źródeł o historii Egiptu Polskie tłumaczenie jednego z najważniejszych źródeł o historii Egiptu

Do odczytania hieroglifów w 1822 r. jego zapiski stanowiły jedno z najważniejszych źródeł na temat historii faraonów Egiptu. Ukazało się pierwsze polskie tłumaczenie tekstów pozostawionych przez Manethona - kapłana egipskiego, który żył ponad 2 tys. lat temu.

Więcej

Myśl na dziś

Jeśli starszawy, uznany naukowiec mówi, że coś jest możliwe, niemal z pewnością ma rację, lecz jeśli mówi, że to jest niemożliwe, najprawdopodobniej się myli.
Arthur Charles Clarke

Nasz blog

Rektorzy, naukowcy! Doceńcie rolę popularyzacji! Rektorzy, naukowcy! Doceńcie rolę popularyzacji!

Rola komunikacji naukowej na polskich uczelniach wciąż nie jest dostatecznie doceniona. Ani przez naukowców, ani przez władze uczelni. Zdawałoby się, że prezentowanie osiągnięć naukowców to zadanie biur prasowych. Te jednak często mają ustalone zupełnie inne priorytety.

Więcej

Tagi