Программируемые биополимерные микро-и наноконтейнеры для биокомпьютеров



Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Полимерные капсулы (контейнеры) широко исследуются в областях, связанных с разработкой новых лекарственных препаратов. В настоящей работе представлены данные, позволяющие рассматривать вышеуказанные объекты в качестве важных элементов биокомпьютеров, позволяющих, в частности, осуществлять направленную доставку и контролируемый запуск «главной программы» (специфические молекулы, белки, клетки) в областях с системными сбоями (нарушения работы), вызванной нежелательными реакциями. Мы также рассматриваем перспективы использования клеток в качестве пакета программ, способного осуществлять параллельную многофункциональную обработку информации в биокомпьютерах при условии того, что они будут доставлены в нужное место и активированы в нужный момент времени.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. Ерохина

Казанский (Приволжский) федеральный университет; Генуезский университет

Л. Пасторино

Генуезский университет

В. Сорокин

Казанский (Приволжский) федеральный университет

В. Ерохин

Казанский (Приволжский) федеральный университет; Институт материалов для электроники и магнетизма

Список литературы

  1. Chua L. Memristor - the missing circuit element. IEEE Trans. Circuit Theory 1971; 18: 507-19.
  2. Strukov D.B., Snider G.S., Stewart D.R. et al. The missing memristor found, Nature 2008; 453: 80-3.
  3. Yang J.J., Pickett M.D., Li X. et al. Memristive switching mechanism for metal/oxide/metal nanodevices. Nature Nanotechnology 2008; 3: 429-33.
  4. Borghetti J., Snider G. S., Kuekes P. J. et al. «Memristive» switches enable «stateful» logic operations via material implication. Nature 2010; 464: 873-6.
  5. Erokhin V., Schuz A., Fontana M.P. Organic memristor and bio-inspired information processing. Int. J. Unconventional Computing. 2010; 6: 15-32.
  6. Jo S. H., Chang T., Ebong I. et al. Nanoscale memristor device as synapse in neuromorphic systems. Nano Lett. 2010; 10: 1297301.
  7. Krzysteczko P., Muenchenberger J., Schafers M. et al. The memristive magnetic tunnel junction as a nanoscopic synapse-neuron system. Adv. Mater. 2012; 24: 762-6.
  8. Erokhin V., Berzina T., Camorani P. et al. Material memristive device circuit with synaptic plasticity: learning and memory. BioNanoScience 2011; 1: 24-30.
  9. Nakagaki T. Smart behavior of true slime mold in a labyrinth. Res. Microbiol. 2001; 152: 767-70.
  10. Nakagaki T., Yamada H., Ueda T. Interaction between cell shape and contraction pattern in the Physarum plasmodium. Biophys. Chem. 2000; 84: 195-204.
  11. Adamatzky A., Erokhin V., Grube M. et al. Physarum chip project: growing computers from slime mould. Int. J. Unconventional Computing 2012; 8: 319-23.
  12. Adamatzky A. Topics in reaction-diffusion computers. J. Computational Theor. Nanosci. 2011; 8: 295-303.
  13. Privman V., Zavalov O., Halamkova L. et al. Networked enzymatic logic gates with filtering: New theoretical modeling expressions and their experimental application. J. Phys. Chem. B. 2013; 117: 14928-39.
  14. Katz E., Privman V. Enzyme-based logic systems for information processing. Chem. Soc. Rev. 2010; 39: 1835-57.
  15. De Geest B.G., De Koker S., Sukhorukov G.B. et al. Polyelectrolyte microcapsules for biomedical applications. Soft Matter. 2009; 5: 282-91.
  16. Pastorino L., Erokhina S., Erokhin V. Smart nanoengineered polymeric capsules as ideal pharmaceutical carriers. Curr. Org. Chem., 2013; 17: 58-64.
  17. Decher G. Fuzzy nanoassemblies: toward layered polymeric multicomposites. Science 1997; 277: 1232-7.
  18. Schmitt J., Decher G., Dressick W. J. et al. Metal nanoparticle/ polymer superlattice films: Fabrication and control of layer structure. Adv. Mater. 1997; 9: 61-5.
  19. Lvov Y., Haas H., Decher G. et al. Successive deposition of alternate layers of polyelectrolytes and a carged virus. Langmuir 1994; 10: 4232-6.
  20. Montrel M.M., Petrov A.I., Shabarchina L.I. et al. Spectroscopic study of thin multilayer films of the complexes of nucleic acids with cationic amphiphiles and polycations: their possible use as sensor elements. Sens. Actuat. B. 1997; 42: 225-31.
  21. Sukhorukov G. B., Donath E., Lichtenfeld H. et al. Layer-bylayer self assembly of polyelectrolytes on colloidal particles. Colloids Surfaces A 1998; 137: 253-66.
  22. Mobius D., Miller R., editors. Novel methods to study interfacial layers. Amsterdam: Elsevier Science; 2001.
  23. Nabok A. V., Erokhin V., Erokhina S. et al. Extraction of mycotoxines from acqueous solutions using functionalized polyelectrolyte-coated nanoparticles. NanoBioScience 2013; 3: 79-84.
  24. Pastorino L., Erokhina S., Konovalov O. et al. Permeability variation study in collagen-based polymeric capsules. BioNanoScience 2011; 1: 192-7.
  25. Erokhina S., Konovalov O., Bianchini P. et al. Release kinetics of gold nanoparticles from collagen microcapsules by total reflection X-ray fluorescence. Colloids Surfaces A 2013; 417: 83-8.
  26. Bedard M. F., De Geest B. G., Skirtach A. G. et al. Polymeric microcapsules with light responsive properties for encapsulation and release. Adv. Colloid Interface Sci. 2010; 158: 2-14.
  27. Bedard M.F., Braun D., Sukhorukov G.B. et al. Toward selfassembly of nanoparticles on polymeric microshells: Near-IR release and permeability. ACS Nano 2008; 2: 1807-16.
  28. Erokhina S., Benassi L., Bianchini P. et al. Light-driven release from polymeric microcapsules functionalized with bacteriorhodopsin. J. Am. Chem. Soc. 2009; 131: 9800-4.
  29. Kommiereddy I., Ichinose I., Lvov Y. et al. Nanoparticle multilayer: Surface modification for cell attachment and growth. J. Biomed. Nanotechnol. 2005; 1: 286-90.
  30. Pavlov A. M., Sukhorukov G. B., Gould D.J. Location of molecules in layer-by-layer assembled microcapsules influences activity, cell delivery and susceptibility to enzyme degradation. J. Controlled Release 2013; 172: 22-9.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Эко-Вектор, 2014


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: 

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах