Миниатюрные поперечные размеры углеродных нанотрубок (УНТ) и возможность их заполнения жидкими материалами позволяет использовать их в биологических исследованиях в качестве зондов и других средств локального воздействия на биологические объекты микронных и нанометровых размеров. Одно из подобных устройств разработано и продемонстрировано недавно группой исследователей из Drexel Univ., Philadelphia (США).

Авторы использовали многослойные УНТ диаметром около 200нм и длиной до 60мкм, синтезированные методом химического осаждения паров на пористой мембране из оксида алюминия без использования катализаторов. После окончания процедуры роста на мембрану наносили коммерческую ферромагнитную жидкость, содержащую частицы оксида железа диаметром ~ 10нм, которая под воздействием капиллярных сил всасывалась во внутреннюю полость нанотрубок через открытые концы.

После этого мембрану растворяли в 4М растворе NaOH, что приводило к диспергированию индивидуальных УНТ, заполненных магнитными частицами. Полученную суспензию заливали изопропиловым спиртом для дальнейшего использования. Содержание нанотрубок в изопропиловом спирте составляло 0.1%. Наблюдения, выполненные с помощью просвечивающего электронного микроскопа, свидетельствовали о высокой однородности заполнения нанотрубок магнитными частицами.

Рис. 1. Нано-пипетки

Способ создания пипетки с наконечником из магнитной УНТ показан на рисунке. Суспензию, содержащую УНТ, с помощью шприца вводили в обычную стеклянную пипетку. Магнитное поле, создаваемое с помощью магнитной проволоки (с), воздействовало на магнитные нанотрубки, ориентируя их вдоль оси пипетки (а, b), вызывая их движение в направлении отверстия.

Тонкая стеклянная прослойка, помещенная между магнитной проволокой и пипеткой, смачивалась жидкостью, находящейся внутри пипетки, что способствовало извлечению УНТ из отверстия пипетки. Тем самым нанотрубка образовывала тонкий наконечник пипетки (см. рисунок).

Для повышения устойчивости системы нанотрубку выдвигали из отверстия пипетки на 60% от ее длины. Затем положение нанотрубки на конце пипетки фиксировали с помощью специального клея. Возможность использования полученной таким образом нанопипетки в биологических экспериментах была продемонстрирована при введении с ее помощью в клетку некоторого количества шариков из полистирола диаметром около 100нм. После нескольких минут инжектирования шарики оказались внутри клетки, что было подтверждено электронно-микроскопическими наблюдениями.