И снова нанотрубочки

После непродолжительного бума интерес к нанотрубочкам несколько остыл, что вызвано непредсказуемостью их поведения. Суть метода получения нанотрубочек заключается в сворачивании листа из углеродных «сот», после чего под высоким давлением в атмосфере СО₂ между электродами пропускается разряд. Так на электродах получают сверхпрочные углеродные нити с полостью внутри.
Однако такие наноустройства довольно трудно разделить. К тому же никто не знает, какой получится конец у трубочки. Представьте себе плакат, который можно свернуть вдоль или поперек, а также по диагонали. При сворачивании вдоль или поперек конец трубочки окажется ровным, а если по диагонали – «зубчатым», причем проявляющим металлические свойства. Если же трубочка оканчивается углеродным шестиугольником, то она ведет себя подобно полупроводнику.
Для придания требуемых свойств нанотрубочкам, которые имеют еще и тенденцию к слипанию, что является браком дорогостоящего процесса, в концерне «Дюпон» решили «оборачивать» их одноцепочечными ДНК за счет связывания с электронами углеродных колец. А в Станфордском университете (США) предложено использовать подобные нанотрубочки в качестве биосенсоров. Для этого нанотрубочка покрывается снаружи слоем полимера, к которому присоединяются молекулы специфических белковых антител (протеины иммунной системы, защищающие нас от болезней). Полимер берется самый распространенный – полиэтилен, т.е. не представляющий собой ничего сложного и дорогостоящего. При пропускании раствора функциональные белки связываются (подобно тому, как это происходит в колонках хроматографов) антителами с образованием прочных молекулярных комплексов.
В настоящее время для обнаружения тех же раковых белков или каких-либо других протеинов используются светящиеся под лучом лазера флюоресцентные метки. Однако таких меток немного, да и не со всеми белками они связываются, к тому же быстро гаснут. Белково-антительный метод намного эффективнее. В Станфордском университете были использованы антитела против белка, который обнаруживается у людей, страдающих красной волчанкой.
Суть нового метода обнаружения протеинов заключается в том, что образовавшиеся молекулярные комплексы вызывают изменения в полиэтиленовом слое, в результате чего нанотрубочки изгибаются. Это сказывается на текущем по ним электрическом токе: электропроводность нанотрубочек понижается на 80%, чего вполне достаточно для регистрации комплексообразования.
Исследователи полагают, что целенаправленное использование «одетых» в полимеры нанотрубочек позволит создать биосенсоры для быстрого обнаружения различных белков. Это облегчит задачу создания, испытания и внедрения новых лекарств. Подобные трубочки могут пригодиться и для сепарации сложных химических смесей.

Материал подготовил И.Э.ЛАЛАЯНЦ
(New Scientist, 2003, № 2390, р. 19, № 2391, р. 17)