Бразильские исследователи разработали оптическое волокно из геля, полученного из морских водорослей

Оптическое волокно из агара было изготовлено в Университете Кампинаса (UNICAMP) в штате Сан-Паулу, Бразилия. Это устройство съедобно, биосовместимо и биоразлагаемо. Он может быть использован in vivo для визуализации структуры тела, локализованной доставки света в фототерапии или оптогенетике (например, стимуляции нейронов светом для изучения нейронных цепей в живом мозге) и локализованной доставки лекарств.Другое возможное применение-обнаружение микроорганизмов в определенных органах, в этом случае зонд будет полностью поглощен организмом после выполнения своей функции.

Съедобные, биосовместимые и биоразлагаемые, эти волокна имеют потенциал для различных медицинских применений. Исследовательским проектом, который был поддержан Исследовательским фондом Сан-Паулу-FAPESP, руководили Эрик Фудзивара, профессор Школы машиностроения UNICAMP, и Кристиано Кордейро, профессор физического института Глеба Ватагина UNICAMP, в сотрудничестве с Хиромасой Оку, профессором Университета Гумма в Японии.Статья об этом исследовании опубликована в журнале Scientific Reports, принадлежащем компании Springer Nature.Агар, также называемый агар-агаром, представляет собой натуральный желатин, полученный из морских водорослей. Его состав состоит из смеси двух полисахаридов-агарозы и агаропектина. "Наше оптическое волокно представляет собой агаровый цилиндр с внешним диаметром 2,5 мм и регулярным внутренним расположением шести цилиндрических отверстий диаметром 0,5 мм вокруг твердого сердечника. Свет ограничен из-за разницы между показателями преломления агарового ядра и воздушными отверстиями", - сказал Фудзивара."Чтобы получить волокно, мы вылили пищевой агар в форму с шестью внутренними стержнями, расположенными вдоль главной оси", - продолжил он. - Гель распределяется сам по себе, заполняя свободное пространство. После охлаждения стержни удаляют с образованием воздушных отверстий, а затвердевший волновод выпускают из формы. Показатель преломления и геометрия волокна могут быть адаптированы путем изменения состава раствора агара и конструкции пресс-формы соответственно."Исследователи протестировали волокно в различных средах, от воздуха и воды до этанола и ацетона, придя к выводу, что оно чувствительно к контексту. "Тот факт, что гель претерпевает структурные изменения в ответ на колебания температуры, влажности и РН, делает волокно пригодным для оптического зондирования", - сказал Фудзивара.Еще одним перспективным применением является его одновременное использование в качестве оптического сенсора и питательной среды для микроорганизмов. "В этом случае волновод может быть сконструирован как одноразовый пробоотборник, содержащий необходимые питательные вещества. Иммобилизованные клетки в устройстве будут оптически восприниматься, и сигнал будет проанализирован с помощью камеры или спектрометра", - сказал он.

Также по теме: