Nanoświat zwraca się ku biologii, aby tworzyć lepszy sprzęt medyczny
Liczne choroby, zarówno zakaźne, jak i takie, jak choroba Alzheimera czy zespół Wernera, mają związek z biologicznymi silnikami jednocząsteczkowymi (SMMs). Badania nad nimi mają dużo do zaoferowania światu nanonauki, który z kolei może zaoferować jeszcze lepsze badania nad czynnościami tych silników. Jest to ważne, ponieważ może ostatecznie doprowadzić do zaprojektowania urządzeń zarówno terapeutycznych, jak i takich, które pomogą w wyzdrowieniu. Nanoskopia czasu zaniki fluorescencji (FLIN) ułatwia badanie pojedynczych cząsteczek (SM) oraz silników jednocząsteczkowych (SMM) i przyczynia się do wyjaśniania zjawisk zachodzących w nanoświecie. Ograniczeniami w takich badaniach są rozdzielczość i krótki czas obserwacji. Problemy te rozwiązuje technika FLIN, stanowiąca rozszerzenie mikroskopii czasu zaniki fluorescencji (FLIM) o nanodomenę. W minimalnie inwazyjnej FLIN (MI-FLIN) wykorzystywane są ultraczułe detektory obrazowania nieskaningowego, oparte na czasowo i przestrzennie skorelowanym zliczaniu pojedynczych fotonów (TSCSPC). Dzięki temu możliwe są długookresowe obserwacje żywych komórek oraz SM/SMM bez uszkadzania komórki lub nieodwracalnego wybielania. Zespół projektu "Długookresowa obserwacja silników jedno(bio)cząsteczkowych z zastosowaniem minimalnie inwazyjnej nanoskopii czasu zaniki fluorescencji (FLIN)" (Singlemotor-FLIN) przystąpił do opracowywania prototypu FLIN, aby wesprzeć prace badawcze w dziedzinie biologii komórkowej i nanoświata. Finansowane przez UE badanie, skupione głównie na wdrażaniu MI-FLIN/FLIM, miało na celu poprawę właściwości dotychczasowych detektorów TSCSPC oraz przeanalizowanie potencjalnych zastosowań, na przykład śledzenia SMM z nanometrową dokładnością. Naukowcy starali się także usprawnić obserwacje SM/SMM przy użyciu mikroskopu fluorescencyjnego całkowitego wewnętrznego odbicia (TIRF). W ramach projektu Singlemotor-FLIN skonstruowano wieloczęściowy zespół FLIN do doświadczeń służących realizacji jego zadań. Nowatorski sprzęt pomógł w udoskonaleniu mikroskopu TIRF pod względem praktycznym, a dzięki zastosowaniu metody TSCSPC zrealizowano technikę FLIN. W rezultacie udało się pozytywnie zweryfikować zasadę działania nanoskopu. Ponadto wewnętrzny i zewnętrzny wieloanodowy (MA) system detektorowy TSCSPC umożliwił skonstruowanie i przetestowanie pierwszego tego rodzaju prototypu MA. Lepsze zrozumienie procesów napędzających biologiczną "maszynerię" daje szansę ulepszenia systemów modelowych, a ostatecznie stworzenia sztucznych silników. Prace w tym obszarze dają nadzieję na udoskonalenie sprzężeń między światem biologicznym i niebiologicznym, które znajdą zastosowanie w badaniach z dziedziny biologii i medycyny, a także w nanonauce i jej technologiach.