В этом выпуске;pdf

Отделение Торгового представительства
Российской Федерации
в Соединенных Штатах Америки
в г. Нью-Йорк
Обзор американской прессы
по инновационным продуктам
апрель 2014
Анализ крови, обеспечивающий быстрое
и точное обнаружение раковых ДНК в крови
Биотехнологии
Medical Xpress, 06.04.2014
При помощи анализа крови в скором времени можно будет
диагностировать практически все формы рака, а также
отслеживать реакцию организма пациентов на лечение. Ученые
из Медицинской школы при Стэнфордском университете
разработали новый подход, который обладает высокой
чувствительностью и широко применим ко многим типам
рака. С помощью него ученым удалось определить наличие
первой стадии рака легких и более развитых форм рака у
50% испытуемых. По словам ученых, их подход направлен на
преодоление двух основных препятствий – первое: техника
должна быть очень чувствительной к определению наличия
малого количества раковых ДНК в крови; второе: чтобы быть
клинически полезным, тест должен быть готов для массового
производства. Учитывая, что даже у пациентов с развитыми
формами рака основное количество циркулирующих ДНК
в крови – от нормальных, нераковых клеток, нужна была
комплексная стратегия выделения ДНК из крови и обнаружения
редких раковых мутаций. Чтобы повысить чувствительность
метода, ученые оптимизировали методы для извлечения,
обработки и анализа ДНК. Техника была названа CAPP-Seq (Cancer Personalized Profiling by deep Sequencing) – это достаточно
чувствительная техника для того, чтобы обнаружить только
одну молекулу ДНК опухоли в море здоровых молекул ДНК в
крови. Хотя исследователи сосредоточили свое внимание на
пациентах с раком легких немелкоклеточного типа (включая
клетки большинства видов рака, в том числе аденокарциномы,
плоскоклеточного рака и большой клеточной карциномы),
подход должен быть широко применим ко многим различным
опухолям по всему телу. Вполне возможно, что также в
один прекрасный день этот подход может быть
использован не только для отслеживания прогресса
пациента с ранее диагностированной опухолью, но
и для скрининга здоровых групп или групп риска на
наличие признаков рака. ДНК опухоли отличается от
нормальных ДНК нуклеотидной последовательностью.
Некоторые из мутаций ответственны за инициирование
неконтролируемого роста клеток, что является
отличительной чертой болезни. Другие накапливаются
случайно во время повторного деления клеток. Такие
вторичные мутации часто устойчивы к терапии; даже
несколько опухолевых клеток с этими типами мутаций
могут быстро расширяться в условиях, казалось бы,
успешного лечения (читать полную версию).
Новый спинной стимулятор The Protégé
с возможностью последующего обновления ПО
medGadget 07.04.2014
Биотехнологии
Госпиталь St. Jude получил одобрение FDA на производство
первого в мире нейростимулятора хронической боли, способного
к дальнейшим обновлениям. Современные имплантаты
предназначены для использования на протяжении многих лет,
в то время как технологии внутри них, особенно программное
обеспечение, которое является основой их работы, продолжает
развиваться и улучшаться с течением времени. В то время как мы
можем обновить наши компьютеры и даже наши автомобили с
учетом последних обновлений, способность обновлять программное
обеспечение уже находящегося внутри имплантата, может принести
большую пользу пациентам, а именно отсутствие дополнительных
операций. Новый спинной стимулятор The Protégé является
самым маленьким и обладающим самым долгим сроком службы
аккумуляторным нейростимулятором для хронической боли, срок
действия батареи которого составляет не менее 10 лет. При этом
программное обеспечение может быть обновлено в любой момент
после выпуска новых версий (читать полную версию).
Найдены резистентные к антибиотикам ферменты
Биотехнологии
Science Newsline, 07.04.2014
Устойчивость к целому классу антибиотиков - аминогликозидов
– имеет потенциал распространения на многие виды
бактерий, сообщается в новом биохимическом исследовании.
Передающийся ген под названием NPMA был обнаружен в
бактерии кишечной палочки, выделенной из крови японского
пациента несколько лет назад. Глобальное распространение
устойчивых к антибиотикам энзимов может лишить пользы
целый класс инструментов, используемых врачами для
борьбы с серьезными и угрожающими жизни инфекциями.
Используя рентегновскую кристаллографию, ученым из
медицинской школы при Университете Эмори удалось сделать
снимок на атомном уровне того, как фермент, кодируемый
NPMA, взаимодействует с частью рибосомы, фабрики белка,
необходимого для функционирования всех клеток. NPMA создает
крошечное химическое изменение, которое делает рибосомы (и
бактерии в том числе), устойчивыми к воздействию препаратов.
Врачи используют аминогликозидные антибиотики только для
серьезных инфекций, потому что они могут быть токсичными для
почек и внутреннего уха. Но растущая проблема резистентности
к другим видам антибиотиков вызвала интерес к клиническому
использованию обновленных аминогликозидов.
Примеры
аминогликозидов включают: стрептомицин (первый антибиотик
для лечения туберкулеза), канамицин, тобрамицин (часто
используется при муковисцидозе), гентамицин и неомицин.
Аминогликозиды связываются с рибосомами, препятствуя
продуцированию белка в бактериях. Большинство генов,
устойчивых к аминогликозидам, изменяются химически после
поступления анибиотиков в организм. Вместо закодированных
NPMA ферменты изменяют рибосомы так, что
аминогликозидные антибиотики больше не
чинят им препятствия. Вот почему это так опасно.
Еще одна особенность NPMA – это то, что такие
структурные особенности являются общими для
всех бактериальных рибосом. Предполагается,
что информация, обнаруженная в бактерии
E.coli, может быть легко найдена и работать и в
других видах бактерий. Теперь ученым предстоит
найти решение данной проблемы (читать полную
версию).
Активируемые с помощью света нанокапсулы
доставляют лекарства химиотерапии точно в цель
medGadget, 09.04.2014
Биотехнологии
Таргетированная доставка лекарств химиотерапии может помочь
в преодолении побочных эффектов. Команда исследователей во
главе с учеными из Университета Буффало разработали новые
наноразмерные липосомы, созданные из липидов, которые
могут осуществлять доставку лекарств ровно к цели и выпускать
их только при действии ближнего инфракрасного лазера.
Наноразмерные капсулы сделаны из порфирина-фосфолипидных
(PoP) липосом, однако сам механизм выпуска лекарств ученым
еще предстоит объяснить. После тестирования на мышах
исследователи обнаружили, что каспулы раскрываются именно
в месте, куда указывает инфракрасный лазер, после отключения
которого липосомы закрываются, впитывая внутрь себя большое
количество окружающих молекул, которые могут быть связаны с
распространением опухоли (читать полную версию).
Размер примесей влияет на производительность
новых сверхпроводящих материалов
Телекоммуникации
Science Newsline, 18.04.2014
Ученые из Университета Северной Каролины выяснили, что примеси
могут как вредить, так и способствовать производительности
сверхпроводимого материала, что может найти применение в ряде
проектов. В частности речь идет о сверхпроводящем материале
висмута стронция кальция оксида меди (Bi2212 ). Сверхпроводник
– это тот материал, который может проводить электричество
без потерь, т.е. энергия не рассеивается в виде тепла например.
Сверхпроводящие материалы в настоящее время используются в
медицинской технологии МРТ, и, как ожидается, играть заметную
роль на развивающихся энергетических технологий. “Bi2212 является
единственным высокотемпературным сверхпроводником, который
может быть выполнен в виде круглой проволоки и который может
найти применение в магнитах, которые впоследствии будут
использоваться во всем - от технологий магнитно-резонансной
томографии до следующего поколения супер коллайдеров” - заявили
авторы исследования. Для использования Bi2212 в любом из этих
потенциальных применений, материал должен быть сформирован
в многожильные провода, которе содержат 500 ТО1 000 Bi2212
нитей, внедренных в серебро, а затем термически обработанных
почти при 900 градусов Цельсия. Однако производительность будет
зависеть от примесей в материале. Эти примеси в значительной
степени состоят из пористости и висмута стронция оксида меди
(Bi2201). “Мы знаем, что пористость, или образование пустот в
Bi2212, является проблематичной. Но мы хотели выйти за пределы
пористости и узнать больше о примесях Bi2201 и о том, как они могли
бы помочь или повредить производительности Bi2212” - говорят
авторы. Так они выяснили, что наноразмерные примеси - от 1,2 до 2.5
нанометров - по-видимому, могут повысить производительность
Bi2212 в качестве сверхпроводника. В то же время
масштабные примеси, измеряющиеся в микронах (или
микрометрах), вредны для сверхпроводимости Bi2212.
Следующим этапом ученые планируют пересмотреть
давние протоколы обработки для проводов
Bi2212, чтобы определить, как свести к минимуму
образование крупномасштабных примесей (читать
полную версию)
Ученые могут отследить микроструктурные
изменения в формате 3D в материалах акккумулятора
во время работы
Телекоммуникации
Science Newsline, 24.04.2014
Ученые из Брукхейвенской национальной лаборатории впервые
смогли пронаблюдать в 3D, как структура анод литий-ионного
аккумулятора развивается на наноуровне в реальной ячейке
батареи, как он разряжается и перезаряжается. Детали этого
исследования могли бы указать на новые способы создания
и разработки батарей для увеличения их емкости и срока
службы. “В данной работе предлагается заглянуть внутрь
электрохимической реакции батарей на наноуровне, чтобы
лучше понять механизм структурной деградации, которая
происходит во время циклов заряда/разряда батареи”, заявил
руководитель исследования Джун Венг, - “Результаты могут быть
использованы для руководства в создании передовых материалов
и электродов для улучшения теоретического моделирования с
точными 3D-параметрами”. Химические реакции, в которой ионы
лития перемещаются от отрицательно заряженного электрода к
положительному – это именно то, что проводит электрический
ток от литий-ионного аккумулятора с целью питания устройств
- ноутбуков и сотовых телефонов. При подводке внешнего тока,
например, при подключении устройства в розетку, реакция
работает в обратном направлении, заряжая аккумулятор. Ученым
уже давно известно, что повторная зарядка/разрядки приводит
к микроструктурным изменениям в электродном материале,
в частности, в кремниевой части и в аноде из материалов на
основе олова. Эти микроструктурные изменения уменьшают
технические характеристики батареи – то, сколько энергии
может хранить батарея, и ее жизненный цикл (сколько батарея
может заряжаться или перезаряжаться). Понимание в деталях,
как и когда причиняется ущерб, могло бы помочь в сведении к
минимуму такого ущерба. С помощью нового метода ученым
удалось показать, что “тяжелые микроструктурные изменения
происходят в течение первого делитирования
и
последующего
второго
литирования,
после чего частицы достигают структурного
равновесия без дополнительных существенных
морфологических изменений”. Таким образом,
существенные микроструктурные изменения
в электродах во время начальной фазы
электрохимического цикла являются одним
из важнейших факторов, влияющих на то, как
аккумулятор сохраняет большую часть тока,
после его формирования. “Как правило, батарея
теряет значительную часть своей емкости в
течение этого начального процесса. Новое
исследование позволит улучшить понимание
того, как это происходит, и поможет разработать
более эффективные средства управления
процессом формирования тока с целью
улучшения производительности и хранения
энергии в устройствах (читать полную версию).
Ученые нашли новый способ производства этанола
без кукурузы или других растений
Энергетика
Phys.org, 09.04.2014
Ученые из Стэнфордского университета нашли новый,
высокоэффективный способ производства жидкого этанола из окиси
углерода. Это открытие может обеспечить хорошую альтернативу
традиционному производству этанола из кукурузы и других
сельскохозяйственных культур. “Мы открыли первый металлический
катализатор, который может производить значительные количества
этанола из оксида углерода при комнатной температуре и давлении
- при крайне сложной электрохимической реакции”, заявил Мэтью
Канан, ассистент профессора химии в Стэнфордском университете и
соавтор исследования. В настоящее время этанол получается при
помощи высокотемпературной ферментации кукурузы, сахарного
тростника или другого растительного сырья. Но для выращивания
этого сырья требуется много земли, воды и удобрений. Новая
методика не требует процессов брожения и могла бы способствовать
решению многих наземных и водопользовательских вопросов,
связанных с производством этанола сегодня. Два года назад
господин Канан и аспирант Кристина Ли создали новый электрод из
материала, который они назвали “окисно-модифицированная медь”.
Такой термин был взят потому, что металлический электрод был
изготовлен из окиси меди. Г-н Канан поясняет, что обычные медные
электроды состоят из отдельных наночастиц, просто соединенных
друг с другом. Окисно-модифицированная медь представляет собой
медные нанокристаллы, связанные друг с другом в непрерывную сеть
с четко определенными границами зерен. Эта сеть нанокристаллов
появляется в ходе преобразования оксида меди в металлическую
медь. Для нового исследования ученые создали электрохимический
элемент — устройство, состоящее из двух электродов, погруженных
в воду, насыщенную окисью углерода. “Большинство материалов не
способно восстанавливать монооксид углерода и реагируют только с
водой. Единственным исключением является медь, но использование
обычной меди малоэффективно. Изготовив электроды из Окисно-
модифицированной меди, исследователи добились
впечатляющих результатов. При получении этанола
и ацетата из оксида углерода и воды фарадеевская
эффективность составила 57%. Это в 10 раз выше, чем
при использовании обычных медных электродов.
Компьютерное моделирование показало, что сеть
нанокристаллов имеет решающее значение для
достижения высокой эффективности”, - заявил
Мэтью Канан. Исследователи Стэнфордсткого
Университета сейчас ищут пути для повышения
общей эффективности процесса и создания других
видов топлива. К примеру, пропанол, в отличие от
этанола, обладает большей плотностью энергии, но
пока нет эффективных способов его производства. В
своем эксперименте Канан и соавтор исследования
Кристина Ли обнаружили, что слегка измененный
катализатор позволяет получать пропанол с
эффективностью 10%. Сейчас команда работает
над улучшением доходности пропанола путем
дальнейшего тюнинга структуры катализатора.В
конечном счете, исследователи хотели бы видеть
каталитический элемент, получающий энергию от
солнца, ветра или других возобновляемых ресурсов
(читать полную версию).
Исследователи добились большей эффектиности
солнечных элементов, покрыв их оксидом цинка
Энергетика
Phys.org, 22.04.2014
Инженерам из Университета Арканзаса удалось добиться
невероятной эффективности 9-миллиметрового квадратного
солнечного элемента, изготовленного из арсенида галлия. После
нанесения на ячейки (размером с запонку) оксида цинка, КПД
преобразования составил 14%. Небольшой массив таких ячеек – от
9 до 12 – может генерировать достаточно энергии для небольших
светодиодов и других устройств. Но поверхность также может быть
увеличена, а ячейки могут быть упакованы в большой массив
панелей для питания больших устройств. Альтернатива кремнию
– арсенид галлия является полупроводником и используется
для производства интегральных схем, светодиодов и солнечных
батарей. Модификация поверхности достигается за счет
химического синтеза тонких пленок, наноструктур и наночастиц,
подавляемых отражением солнца - так ячейка может поглощать
больше света. Но даже без покрытия поверхности, исследователи
смогли добиться 9-процентной эффективности, манипулируя
основным материалом. С помощью данного конкретного
материала теоретический максимум эффективности составляет
33%. Преимуществом оксида цинка является то, что он дешев,
не токсичен и легко синтезируется. Модификации поверхностей
также могут быть применены к другим солнечным элементам, в
том числе из арсенида индия и квантовых точек арсенида галлия.
Солнечные батареи, изготовленные из этих материалов, могут
достичь 63-процентного КПД преобразования, что сделает их
идеальными для будущего развития солнечных батарей (читать
полную версию).
Исп.: К.И. Зайкова
Отделение Торгового представительства
Российской Федерации
в Соединенных Штатах Америки
в г. Нью-Йорк
Контакты:
353 Lexington Ave., 900,
New York, NY,
10016, USA
Тел.: +1 (212) 682-8592
Факс: +1 (212) 682-8605
www.rustradeusa.org
E-mail: [email protected]