مهندسین توسعه دقت سیستم تزریق برای گیاهان

در حالی که جهان انسان است وضعیتی وخیم از یک بیماری همه گیر وجود دارد حال شیوع است که بر محصولات و قرار دادن جهانی تولید مواد غذایی در خطر است. پرتقال و زیتون و موز در حال حاضر در معرض خطر در بسیاری از مناطق با توجه به بیماری هایی که بر گیاهان گردش خون و سیستم های است که می تواند درمان شود با استفاده از آفت کش ها.

یک روش جدید توسعه یافته توسط محققان در MIT ممکن است ارائه یک نقطه شروع برای ارائه صرفه جویی در زندگی درمان به گیاهان ویران شده توسط چنین بیماری است.

این بیماری دشوار است برای تشخیص زود هنگام و درمان با توجه به عدم دقت ابزار برای دسترسی گیاه vasculature برای درمان بیماری زا و به نمونه بيومارکرهای. MIT تیم تصمیم به گرفتن برخی از اصول مربوط به دقت در پزشکی برای انسان و تطبیق آنها به منظور توسعه گیاه خاص biomaterials و مواد مخدر تحویل دستگاه.

روش استفاده از آرایه ای از microneedles ساخته شده از ابریشم بر اساس نوع ماده بیولوژیکی برای تحویل مواد مغذی و مواد مخدر و یا مولکول های دیگر به قسمت های خاصی از گیاهان است. یافته های شرح داده شده در مجله علوم پیشرفته در یک مقاله توسط اساتید MIT بندتو Marelli و جینگ-Ke-Weng, دانشجوی کارشناسی ارشد Yunteng Cao, postdoc یوجین Lim در MIT و postdoc Menglong زو در موسسه وایتهد تحقیقات پزشکی.

این microneedles که محققان تماس phytoinjectors می توان در انواع اندازه ها و اشکال, و می تواند تحویل مواد به طور خاص به یک گیاه ریشه و ساقه و یا برگ و یا به آن آوند چوبی (عروق و بافت های درگیر در حمل و نقل آب از ریشه به تاج) یا آبکش (عروق بافت است که گردش متابولیت های سراسر گیاه). در تست های آزمایشگاهی این تیم با استفاده از گوجه فرنگی و تنباکو گیاهان, اما این سیستم می توان به تقریبا هر محصول آنها می گویند. این microneedles نه تنها می تواند ارائه هدفمند بر روی کامپیوتر کاربر از مولکول ها را به کارخانه, اما آنها همچنین می تواند مورد استفاده قرار گیرد برای نمونه برداری از گیاهان برای آزمایشگاه تجزیه و تحلیل.

این کار آغاز شده و در پاسخ به یک درخواست از وزارت کشاورزی ایالات متحده برای ایده های در مورد چگونه به آدرس مرکبات سبز بحران است که تهدید فروپاشی از 9 میلیارد دلار در صنعت Marelli می گوید. این بیماری توسط یک حشره به نام های آسیایی مرکبات psyllid که حامل باکتری به گیاه است. وجود دارد که هنوز هیچ درمانی برای آن میلیون ها هکتار از ایالات متحده باغ در حال حاضر ویران شده است. در پاسخ Marelli آزمایشگاه چرخش به دنده برای توسعه این رمان microneedle تکنولوژی led توسط کائو به عنوان پایان نامه پروژه.

این بیماری آلوده آبکش از کل گیاه از جمله ریشه آن بسیار دشوار است برای رسیدن به هر متعارف درمان Marelli توضیح می دهد. اکثر آفت کش ها به سادگی با اسپری یا رنگ بر روی یک گیاه برگ یا ساقه و کمی اگر هر گونه نفوذ به سیستم ریشه. چنین درمان ممکن است به نظر می رسد به کار برای مدتی کوتاه اما سپس این باکتری ها به گزاف گویی و انجام آسیب خود را. آنچه مورد نیاز است چیزی است که می تواند هدف آبکش در گردش را از طریق یک کارخانه بافت است که می تواند حمل ترکیب ضد باکتری به ریشه. که فقط به آنچه که برخی از نسخه جدید microneedles به طور بالقوه می تواند انجام, او می گوید.

“ما می خواستیم برای حل این مشکل فنی از چگونه شما می توانید دقیق دسترسی به کارخانه vasculature,” کائو می افزاید. این اجازه می دهد محققان به تزریق آفت کش ها به عنوان مثال است که می تواند حمل و نقل بین سیستم ریشه و برگ. در حال حاضر روش استفاده از “سوزن است که بسیار بزرگ و بسیار تهاجمی است و در نتیجه آسیب رساندن به گیاه,” او می گوید. برای پیدا کردن یک جایگزین آنها ساخته شده بر روی کار قبلی که تا به حال تولید شده microneedles با استفاده از ابریشم بر اساس مواد برای تزریق واکسن انسانی.

“ما دریافتیم که اقتباسی از مواد طراحی شده برای مبارزه با مواد مخدر تحویل در انسان به گیاهان بود ساده نیست با توجه به تفاوت نه تنها در بافت vasculature بلکه در مایع ترکیب” لیم می گوید. این microneedles طراحی شده برای استفاده انسان در نظر گرفته شده بودند به تجزیه های زیستی به طور طبیعی در بدن رطوبت اما گیاهان به مراتب کمتر در دسترس بنابراین این مواد نمی حل و مفید بود برای ارائه آفت کش ها و یا دیگر macromolecules به آبکش. محققان تا به حال به طراحی مواد جدید اما آنها تصمیم به استیک با ابریشم به عنوان پایه و اساس خود را. چرا که از ابریشم قدرت آن inertness در گیاهان (جلوگیری از عوارض نامطلوب) و این واقعیت است که آن را تنزل به ذرات کوچک است که نمی خطر گرفتگی کارخانه داخلی vasculature سیستم.

آنها با استفاده از بیوتکنولوژی ابزار برای افزایش ابریشم را hydrophilicity (ساخت آن جذب آب) در حالی که نگه داشتن این مواد به اندازه کافی قوی برای نفوذ به کارخانه اپیدرم و تجزیه به اندازه کافی پس از آن به خارج شدن از راه.

مطمئن شوید به اندازه کافی آنها آزمایش مواد در آزمایشگاه گوجه فرنگی و تنباکو گیاهان قادر به مشاهده تزریق مواد در این مورد فلورسنت مولکول های در حال حرکت آنها تمام راه را از طریق این گیاه از ریشه به برگ.

“ما فکر می کنیم این است که یک ابزار جدید است که می توان با استفاده از گیاه شناسان و bioengineers برای درک بهتر پدیده های انتقال در گیاهان” کائو می گوید. علاوه بر این, آن می تواند مورد استفاده قرار گیرد “به تحویل محموله به گیاهان و این می تواند به حل مشکلات متعددی است. برای مثال شما می توانید فکر می کنم در مورد ارائه پرمصرف و یا شما می توانید فکر می کنم در مورد ارائه ژن به تغییر بیان ژن گیاه و یا اساسا یک مهندس نیروگاه.”

“در حال حاضر منافع آزمایشگاه برای phytoinjectors را گسترش فراتر از آنتی بیوتیک تحویل به مهندسی ژنتیک و نقطه از مراقبت های تشخیص” Lim می افزاید.

برای مثال در آزمایش های خود را با گیاهان و توتون آنها قادر به تزریق یک ارگانیسم به نام آگروباکتريوم به تغییر گیاه DNA — نمونه مهندسی ابزار اما تحویل در جدید ترین و دقیق ترین راه است.

تا کنون این آزمایشگاه تکنیک با استفاده از تجهیزات با دقت به طوری که در شکل فعلی آن خواهد بود مفید برای کشاورزی در مقیاس برنامه های کاربردی اما امید است که از آن می توان برای مثال به bioengineer بیماری مقاوم در برابر گونه های مهم گیاهان زراعی. این تیم همچنین آزمایشات انجام شده با استفاده از اصلاح شده اسباب بازی دارت تفنگ نصب شده به یک هواپیمای بدون سرنشین کوچک که قادر به آتش microneedles به گیاهان در این زمینه است. در نهایت این روند ممکن است خودکار با استفاده خودمختار وسایل نقلیه Marelli می گوید: کشاورزی-مقیاس استفاده کنید.

در ضمن این تیم همچنان به کار در تطبیق سیستم به نیازهای متنوع و شرایط انواع مختلف گیاهان و بافت خود را. “وجود دارد مقدار زیادی از تنوع در میان آنها واقعا” Marelli می گوید: بنابراین شما نیاز به فکر می کنم در مورد داشتن دستگاه هایی که گیاه خاص. برای آینده تحقیقات ما منافع خود را فراتر از آنتی بیوتیک تحویل به مهندسی ژنتیک و نقطه از مراقبت های تشخیص بر اساس متابولیت شدند.”

کار پشتیبانی توسط دفتر تحقیقات نیروی دریایی بنیاد ملی علوم و کک پایه و اساس است.

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.de

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>