Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Aparatura medyczna podlega coraz większej miniaturyzacji, do jej konstruowania coraz częściej wykorzystuje się też materiały pochodzące z ludzkiego ciała. Bez wątpienia ciekawym pomysłem jest mikroskopijny, a w dodatku organiczny system do obrazowania z wbudowanymi nanoprzetwornikami z fosfolipidów występujących w błonach komórkowych.

Dr Melissa Mather z Uniwersytetu w Nottingham wyjaśnia, że urządzenie można zastosować do wczesnego wykrywania nowotworów, monitorowania aktywności elektrycznej mózgu oraz śledzenia pojedynczych komórek podczas podróży przez organizm. Brytyjczycy cieszą się z tego, że nanoaparat do obrazowania jest zupełnie nietoksyczny, powstaje przecież z tego, co i tak występuje w ciele.

Systemy do monitorowania komórek i tkanek są coraz bardziej potrzebne. Prężnie rozwijają się terapie komórkowe, ale by mieć pewność, że leczenie [parkinsonizmu, cukrzycy czy choroby serca] przebiega właściwie, należy monitorować miejsce, do którego trafiły komórki oraz ich zachowanie. To spory problem dla współczesnych technologii i staramy się temu jakoś zaradzić.

Przetworniki elektromechaniczne były do tej pory budowane przede wszystkim z pojedynczych kryształów lub ceramiki. Niedawno jednak naukowcy zorientowali się, że jeśli zminiaturyzuje się je do skali nano, można w nich wykorzystywać o wiele więcej różnych materiałów. Wykazano, że za pomocą błon biologicznych da się ujarzmić aktywność elektryczną komórek ludzkiego ciała i przekształcić ją w energię mechaniczną.

Mather pracuje nad formowaniem z fosfolipidów pęcherzyków (liposomów). Chodzi o wykorzystanie ich właściwości akustycznych, a więc o pozyskanie przetworników elektroakustycznych. W przyszłości jej zespół skoncentruje się na zwiększaniu mocy sygnału akustycznego poprzez modyfikacje składu, kształtu i rozmiarów liposomu.

Brytyjczykom nie chodzi tylko o skanowanie, bo jeśli połączy się liposomy ze specyficznymi cząsteczkami wykazującymi powinowactwo do pewnych typów komórek, będzie można je lokalizować i śledzić ich ruchy po organizmie. Końcowym etapem prac mają być testy na fantomach tkankowych. Pod warunkiem, że wszystko pójdzie po myśli naukowców, prototyp systemu powinien powstać do 2016 r.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Po raz pierwszy w historii USA źródła odnawialne przez ponad miesiąc dostarczyły więcej energii elektrycznej niż elektrownie węglowe. Stan taki trwał przez 47 dni bez przerwy. To imponujące osiągnięcie. Dość wspomnieć, że poprzedni rekord – ustanowiony w czerwcu ubiegłego roku – wynosił 9 dni bez przerwy. Te 47 dni to również więcej niż w całym ubiegłym roku, kiedy to źródła odnawialne miały przewagę nad węglem przez 38 dni.
      Jak poinformował Institute for Energy Economics and Financial Analysis (IEEFA), pomiędzy 25 marca a 10 maja do amerykańskiej sieci energetycznej trafiało więcej energii ze źródeł odnawialnych niż z węgla. Trzeba tutaj dodać, że na 10 maja zakończono analizę. "Prawdopodobnie pod koniec maja podamy wyniki nowej analizy, więc okres ten będzie jeszcze dłuższy", mówi analityk Dennis Wamsted. Podano też konkretne liczy. W całym kwietniu elektrownie wiatrowe, słoneczne i wodne dostarczyły 58,7 TWh (22,2% całości energii), podczas gdy elektrownie węglowe wyprodukowały 40,6 TWh (15,3%). Jak mówi Wamsted, rzeczywista różnica jest jeszcze większa, gdyż w analizie nie są uwzględniane panele słoneczne umieszczone na dachach budynków. A one również są wielkim źródłem energii.
      Jak zauważa Brian Murray, dyrektor Duke Univeristy Energy Initiative, zaobserwowane zjawisko nie jest dla specjalistów zaskoczeniem. Po raz pierwszy miało ono miejsce w ubiegłym roku, również w kwietniu. Ma ono kilka przyczyn. Po pierwsze kwiecień jest miesiącem, gdy kończy się sezon grzewczy, a jeszcze nie pojawia się zapotrzebowanie na energię do klimatyzacji. W tym czasie popyt na energię elektryczną jest najmniejszy, więc wiele elektrowni węglowych obniża moc i przeprowadza prace konserwatorskie. Po drugie wiosna to  największej produkcji energii z elektrowni wiatrowych oraz hydroelektrowni. Topnieją śniegi, więc sporo wody trafia do rzek i zbiorników. Normalnie spodziewalibyśmy się latem zwiększenia produkcji energii z węgla. Jednak sądzę, że w tym roku do tego nie dojdzie. Jedną z przyczyn jest koronawirus, mówi Murray.
      Ocenia się, że w związku z epidemią i spowolnieniem gospodarczym w całym bieżącym roku zapotrzebowanie na energię elektryczną w USA zmniejszy się o 5% w porównaniu z rokiem ubiegłym. To spowoduje spadek produkcji energii z węgla o 25%. Spodziewany jest za to 11-procentowy wzrost produkcji energii ze źródeł odnawialnych. Ma to miejsce w dużej mierze z tym, w jaki sposób energia jest przesyłana sieciami. Jako, że przesyłanie energii ze źródeł odnawialnych jest najtańsze najpierw to ona trafia do sieci, później wysyłana jest energia z elektrowni atomowych, następnie z elektrowni gazowych, a węgiel dostarcza energii na samym końcu.
      Niezależnie jednak od tegorocznej wyjątkowej sytuacji, od dekady obserwowany jest stały wzrost rynkowych udziałów energetyki odnawialnej i stały spadek energetyki węglowej. Przeciętna amerykańska elektrownia węglowa liczy sobie 40 lat. Starzejące się, mało wydajne zakłady coraz gorzej radzą sobie z nowoczesnymi elektrowniami produkującymi coraz tańszą energię ze źródeł odnawialnych. Jeszcze 10 lat temu przeciętna elektrownia węglowa pracowała na 67% swojej mocy. Obecnie pracuje na 48%.
      Analitycy spodziewają się też, że w ciągu najbliższych 5 lat produkcja energii elektrycznej w węgla spadnie w USA do 2/3 poziomu z roku 2014. Elektrownie węglowe będą produkowały o 90 GW mniej niż obecnie. A to bez uwzględnienia zmian w polityce energetycznej, która w przyszłości jeszcze bardziej wzmocni pozycję energetyki odnawialnej. Już teraz ponad 1/3 obywateli USA mieszka w miastach czy stanach, które postawiły sobie za cel przejście w 100 procentach na energetykę odnawialną, mówi Mike O'Boyle, dyrektor w think-tanku Energy Innovation.
      Cały świat powoli odchodzi od węgla. W ubiegłym roku światowe zużycie energii z węgla spadło o 3%, to najwięcej od niemal 40 lat. W Europie spadek ten wyniósł aż 24%. Niedawno Szwecja i Austria zamknęły swoje ostatnie elektrownie węglowe, a Wielka Brytania obeszła się bez produkcji energii z węgla przez 35 kolejnych dni. Taka sytuacja nie miała miejsca od czasów rewolucji przemysłowej. Również dwaj najwięksi na świecie konsumenci węgla – Chiny i Indie – inwestują w energetykę odnawialną. Chiny są rekordzistą pod względem ilości energii produkowanej ze źródeł odnawialnych. Z kolei Indie zapowiadają, że do roku 2022 z samych tylko źródeł fotowoltaicznych będą pozyskiwały 100 GW.
      Obecnie źródła odnawialne zaspokajają około 30% światowego popytu na energię elektryczną. Specjaliści szacują, że do roku 2050 odsetek ten wzrośnie do 50%.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przed pięcioma laty informowaliśmy o stworzeniu przez Massachusetts Institute of Technology technologii bezprzewodowego przesyłania prądu - Witricity. Teraz firma o tej samej nazwie zapowiada, że jej pierwsze urządzenia trafią na rynek jeszcze w bieżącym roku.
      Eric Giler, prezes firmy, dokonał pokazu dla dziennikarzy. Skierował pilota na niewielki czarny panel przymocowany do ściany, a naciśnięcie przycisku spowodowało, że zapaliły się trzy lampki, a leżący na biurku komputer przenośny zaczął się ładować Panelu z lampkami i komputerem nie łączył żaden kabel, energia przesyłana była bezprzewodowo.
      Witricity zapewnia, że pierwszy produkt firmy, urządzenie służące do bezprzewodowego zasilania elektroniki przenośnej, znajdzie się w sklepach jeszcze w bieżącym roku. Za rok lub dwa właściciele samochodów elektrycznych dostaną do swoich rąk urządzenie, które pozwoli na ładowanie akumulatorów bez potrzeby podłączania samochodu kablami. Później mogą pojawić się urządzenia do bezprzewodowego ładowania rozruszników serca i innych implantów.
      Pomysł na bezprzewodowe przesyłanie prądu nie jest nowy. Pierwsze urządzenia prezentował Nikola Tesla przed stu laty. Od pewnego czasu są dostępne np. specjalne maty, które zapewniają energię myszkom komputerowym. Jednak wszystkie tego typu sprzedawane już urządzenia mają poważną wadę - wymagają fizycznego kontaktu z ładowanym urządzeniem. Nie jest to zatem dużo wygodniejsze niż podłączanie urządzenia do prądu.
      Przesyłanie prądu na odległość zakłada wykorzystanie pola magnetycznego. Przepuszcza się prąd przez cewkę, co powoduje powstanie takiego pola. Gdy w bezpośrednim sąsiedztwie mamy podobną cewkę, również i w niej pojawia się pole magnetyczne, generujące prąd elektryczny. Wystarczy jednak obie cewki od siebie odsunąć, by wydajność tej metody przekazywania energii gwałtownie spadła. Dlatego też wymagany jest obecnie bezpośredni kontakt urządzenia ładującego z ładowanym.
      Witricity radzi sobie z tym problemem dobierając precyzyjnie częstotliwość drgań każdej cewki, dzięki czemu straty są minimalne. Odległość, na jaką można w ten sposób przekazać energię zależy od wielkości cewki. Małe cewki, mieszczące się np. w telefonach komórkowych, pozwolą na efektywne ładowanie ich z odległości kilkunastu centymetrów. Witricity pokazało jednak prototypy pozwalające na przesyłanie energii na odległość około metra. Co prawda można przesyłać też energię za pomocą laserów i mikrofal, jednak po pierwsze oba urządzenia muszą znajdować się wówczas na wprost siebie, a po drugie są do metody niebezpieczne. Możliwe jest także zwiększenie odległości używając dodatkowych cewek pośredniczących. Podczas pokazu urządzonego przez Gilera cewki umieszczono też pod dywanem pomieszczenia, co pozwoliło na ładowanie komputera i zapalanie lampek na większą odległość.
      Witricity opracowało też prototypowy stół ładujący położone na nim urządzenia nawet wówczas, gdy znajdują się w torbie czy pudełku. Stworzyło też prototypową myszkę i klawiaturę ładowaną bezprzewodowo z monitora komputerowego. Firma podpisała wielomilionowy kontrakt z Toyotą na opracowanie systemu do bezprzewodowego ładowania samochodów elektrycznych.
      Witricity to jedna z wielu firm pracujących nad tego typu technologiami. Co więcej powstają nawet pomysły ładowania samochodów elektrycznych będących w ruchu. Utah State University otrzymało federalny grant w wysokości 2,7 miliona dolarów, dzięki któremu na przystankach autobusowych w Utah powstają urządzenia bezprzewodowo ładujące autobusy. Z kolei badacze z Oak Ridge National Laboratory i Stanford University pracują nad systemem cewek wbudowanych w drogi. Zapewniałyby one przejeżdżającemu pojazdowi wystarczająco dużo energii, by mógł dojechać do kolejnego zestawu cewek znajdującego się milę dalej. Umieszczone przy cewkach urządzenie wykrywałoby nadjeżdżający pojazd i rozpoczynało jego ładowanie. Specjaliści oceniają, że każdy z takich zestawów cewek kosztowałby mniej niż milion dolarów.
      Bezprzewodowe ładowanie pojazdów elektrycznych jest niezwykle wygodne. Nie musisz zmagać się z kablami, nie przejmujesz się pogodą, nawet nie musisz pamiętać o tym, by załadować samochód. Myślę, że ten pomysł szybko chwyci - mówi John Miller z Oak Ridge.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Witamina E to znany przeciwutleniacz, który często znajduje się w zażywanych przez nas suplementach. Za co dokładnie odpowiada jednak w organizmie? Okazuje się, że pomaga naprawiać rozdarcia w błonach komórkowych.
      Bez naprawiania mikrouszkodzeń miocyty zużyłyby się np. i obumarły, zaszłyby więc procesy typowe dla dystrofii mięśniowej. Naukowcy z Georgia Health Sciences University (GHSU) dodają też, że kolejnym schorzeniem z niedostatecznym natężeniem naprawy błon komórkowych jest cukrzyca, przy której chorzy dość często uskarżają sie na osłabienie mięśniowe.
      Codziennie bez większego wysiłku spożywamy witaminę E, nie wiedząc przy tym, jaką pracę wykonuje w naszym organizmie - podkreśla dr Paul McNeil. Badania sprzed 100 lat łączyły niedobory witaminy E z problemami mięśniowymi, dotąd nie było jednak wiadomo, jaki mechanizm leży u ich podłoża.
      Witamina E wydaje się wspomagać naprawę błony na kilka sposobów. Jako przeciwutleniacz eliminuje reaktywne formy tlenu (RFT). Ponieważ jest rozpuszczalna w tłuszczach, może się "zakotwiczyć" w błonie, stając się czymś w rodzaju tarczy chroniącej przez RFT. Poza tym witamina ułatwia zachowanie spójności podstawowego budulca błony - fosfolipidów - co sprzyja regeneracji.
      Ćwiczenia powodują, że mitochondria zużywają więcej tlenu niż zwykle. W takiej sytuacji nieuniknione staje się wygenerowanie większych stężeń reaktywnych form tlenu. Dodatkowo siły działające podczas ruchu także uszkadzają błony komórkowe. Mimo ataków RFT, witamina E pozwala na odbudowę błony w odpowiednim zakresie. Jednym słowem - ma wszystko pod kontrolą. Kiedy McNeil odtworzył przebieg zdarzeń podczas ćwiczeń, wykorzystując nadtlenek wodoru, okazało się, że komórki mięśni szkieletowych nie były w stanie naprawić uszkodzeń błon, chyba że wcześniej potraktowano je witaminą E.
      W przyszłości naukowcy chcą zbadać naprawę błon komórkowych u zwierząt z niedoborami witaminy E. McNeil chce także przeanalizować zaburzenia regeneracji błony w przebiegu cukrzycy. Była studentka GHSU, dr Amber C. Howard, zademonstrowała (jej artykuł ukazał się w grudniowym numerze pisma Diabetes), że w komórkach pobranych od zwierząt z cukrzycą typu 1. i 2. proces naprawy błon nie przebiega, jak trzeba. Okazało się, że przyczyną jest wysoki poziom cukru. Zanim do tego doszła, Howard przez 8-12 tyg. hodowała komórki w roztworze o dużej zawartości glukozy. W tym czasie pojawił się defekt procesów naprawczych. Sprawę komplikuje fakt, że diabetycy mają podwyższony poziom RFT.
      Zauważono, że podanie witaminy E w zwierzęcym modelu cukrzycy przywraca zdolność odbudowy błony. McNeilowi zależy m.in., by sprawdzić, czy uda mu się zapobiec powstawaniu u żywych zwierząt końcowych produktów zaawansowanej glikacji (w glikacji uczestniczy np. glukoza, której poziom jest przy cukrzycy za wysoki), ponieważ one także upośledzają odtwarzanie błon komórkowych. Lek, który wynaleziono, testowano bowiem wyłącznie na hodowlach tkankowych.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Bez wystrzałów startera czy błysków fleszy parę miesięcy temu rozegrano pierwszy na świecie wyścig komórek. Laur zwycięzcy przypadł komórkom szpiku z Singapuru, które wyznaczony w szalce Petriego dystans o długości 400 mikronów pokonały z prędkością 0,00008627872 mm/s. Zawody rozgrywano w 6 nadrzędnych laboratoriach w Singapurze, Londynie, Bostonie, Paryżu, Heidelbergu oraz San Francisco. Zgodnie z regulaminem, filmowaniem zajmowało się powiązane z danym ośrodkiem akademickim lokalne Centrum Obrazowania Nikona.
      Na spotkaniu Amerykańskiego Stowarzyszenia Biologii Komórki, które odbyło się w zeszły weekend w Denver, wręczono nagrody w postaci aparatów fotograficznych oraz medale.
      Miejsca drugie i trzecie przypadły dwóm rodzajom komórek piersi, zgłoszonym do nagrywanego przez dobę wyścigu przez Odile Filhol-Cochet z iRTSV we Francji. Na czwartym miejscu znalazły się komórki skóry Rumeny Begum z King’s College, London. W sumie w zmaganiach uczestniczyło 70 typów komórek z 50 różnych laboratoriów. Mile widziane były także komórki z mutacjami.
      Organizatorzy World Cell Race podkreślają, że przyświecał im jak najbardziej poważny cel: chodziło o dokładniejsze zbadanie poruszania się komórek, co może pomóc w zrozumieniu rozprzestrzeniania się nowotworu. W przyszłości mają się odbyć zmagania w innych dyscyplinach, np. pływaniu.
      Na witrynie World Cell Race można przeczytać, jak powinna wyglądać arena zmagań komórek (ich dostarczeniem zajmowała się firma CYTOO). Tory z fibronektyny muszą otaczać zapory z materiały cytofobowego. Ze względu na różne rozmiary komórek, szlaki mogły mieć 4 albo 12 mikronów szerokości. Nagrania odbywały się w sierpniu, a wrzesień poświęcono na analizę uzyskanych materiałów i porównania.
       
      http://www.youtube.com/watch?v=2yxE8LcJ48w
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Lekarze z londyńskiego King's College Hospital uratowali 9-miesięcznemu Iyaadowi Syedowi życie. Wirus zniszczył dziecku wątrobę, doprowadzając do jej ostrej niewydolności. Specjaliści nie czekali jednak na narząd i wstrzyknęli do jamy brzusznej hepatocyty dawcy. Komórki te mają działać jako czasowa wątroba. To pierwszy tego typu zabieg na świecie.
      Zaimplantowane hepatocyty neutralizują toksyny i produkują różne białka. By organizm chłopca ich nie odrzucił, przed wprowadzeniem do jego organizmu zostały pokryte pewnym związkiem występującym w glonach (nie ma więc potrzeby podawania immunosupresantów). Po 2 tygodniach od zabiegu własna wątroba Iyaada zaczęła się regenerować.
      Dwutygodniowy Iyaad trafił do szpitala, bo rodzice zauważyli, że jego gałki oczne uległy zażółceniu, a dziecko zaczęło wydawać dziwne dźwięki. Lekarze zdecydowali się na eksperymentalną metodę, gdy do niewydolności wątroby dołączyła się niewydolność nerek.
      Nie wiadomo, czy technika będzie pomocna także dla innych pacjentów z ostrą niewydolnością wątroby. Lekarze z King's College Hospital podkreślają, że by przetestować jej skuteczność, należy przeprowadzić badania kliniczne na jak największej próbie.
×
×
  • Create New...