อ่าน 8 นาที
โบรโคโซม
โบรโคโซม เป็นเม็ดเล็กๆ ที่มีโครงสร้างซับซ้อนซึ่งถูกขับออกมาจาก เพลี้ยจักจั่น (วงศ์ Cicadellidae ในอันดับ Hemiptera ) และมักพบอยู่บนผิวตัวของพวกมัน และพบในไข่ได้น้อยกว่า...
โบรโคโซม



โบรโคโซมเป็นเม็ดเล็กๆ ที่มีโครงสร้างซับซ้อนซึ่งถูกขับออกมาจากเพลี้ยจักจั่น (วงศ์ Cicadellidae ในอันดับHemiptera ) และมักพบอยู่บนผิวตัวของพวกมัน และพบในไข่ได้น้อยกว่า โบรโคโซมได้รับการอธิบายครั้งแรกในปี 1952 โดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน[ 2 ] [ 3 ]โบรโคโซมมีคุณสมบัติไม่ชอบน้ำและช่วยรักษาความสะอาดของเปลือกนอกของแมลง อนุภาคเหล่านี้ยังพบได้ในตัวอย่างอากาศ[ 4 ]และสามารถปนเปื้อนวัตถุแปลกปลอมได้ง่าย ซึ่งอธิบายถึงรายงานที่ผิดพลาดเกี่ยวกับการพบโบรโคโซมในแมลงชนิดอื่นๆ[ 5 ]
ชื่อนี้มาจากคำภาษากรีกβρóχoς ("brochos": ตาข่าย) และσωμα ("soma": ร่างกาย) ซึ่งหมายถึงลักษณะพื้นผิวที่เป็นตาข่ายของเม็ดแกรนูล
โบรโคโซมมีคุณสมบัติกันน้ำได้ดีเยี่ยมและป้องกันการสะท้อนแสง และเมื่อเร็ว ๆ นี้ การเลียนแบบคุณสมบัติป้องกันการสะท้อนแสงและกันน้ำได้ดีเยี่ยมของโบรโคโซมได้กลายเป็นประเด็นที่น่าสนใจในหมู่นักวิจัย นักวิจัยที่สนใจหลายคนได้พัฒนาวิธีการสังเคราะห์โครงสร้างคล้ายโบรโคโซมเพื่อการประยุกต์ใช้ ในทางชีวเลียนแบบ
โครงสร้างและองค์ประกอบ
แมลงเพลี้ยจักจั่นส่วนใหญ่สร้างโบรโคโซมทรงกลมกลวงขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.2–0.7 ไมโครเมตร โดยมีผนังด้านนอกเป็นรูพรุนคล้ายรังผึ้ง มักประกอบด้วยเซลล์หกเหลี่ยม 20 เซลล์และเซลล์ห้าเหลี่ยม 12 เซลล์ ทำให้รูปร่างของโบรโคโซมแต่ละอันคล้ายกับทรงยี่สิบหน้าตัดซึ่งเป็นรูปทรงเรขาคณิตของลูกฟุตบอลและ โมเลกุล บัคมินสเตอร์ฟูลเลอรีนC60 รูปทรงเรขาคณิตของโบรโคโซมเหล่านี้แตกต่างกันไปตามชนิด โดยมีลักษณะหลายอย่าง เช่น เส้นผ่านศูนย์กลาง สัน รู และก้นที่มีโครงสร้างแปรผันระหว่างชนิด[ 6 ]องค์ประกอบทางเคมีของโบรโคโซมประกอบด้วยโปรตีน หลายชนิด และจากการศึกษาบางส่วน พบว่า มีลิปิดด้วย
โปรตีนโบรโคโซมแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก ได้แก่ โบรโคโซมิน (BSM) และโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับโบรโคโซม (BSAP) โบรโคโซมินทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบโปรตีนโครงสร้างหลักของโบรโคโซม ในขณะที่โปรตีน BSAP ประกอบด้วย โปรตีนคล้าย ไซเคลส หลายชนิด รวมถึงเกลียวโพลีโพร ลี น[ 7 ]โบรโคโซมินเป็นที่รู้จักกันดีว่ามีปริมาณไกลซีนไทโรซีนและซิสเทอีนใน ปริมาณสูง [ 8 ]มีการคาดการณ์ว่าไกลซีนมีส่วนช่วยในโครงสร้างของโบรโคโซม เนื่องจากโปรตีนโครงสร้างหลายชนิด เช่น คอลลาเจนและเคราติน มีปริมาณไกลซีนสูง ในทำนองเดียวกัน ซิสเทอีนก็มีส่วนช่วยผ่าน การเชื่อมโยงแบบ ไดซัลไฟด์โดยมีหน่วยที่เว้นระยะห่างอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งเปปไทด์[ 9 ]ซึ่งอาจช่วยให้โครงสร้างมีความเสถียร โปรตีนเหล่านี้ที่ระบุได้ในองค์ประกอบของโบรโคโซมและยีนที่เกี่ยวข้อง ไม่แสดงความสัมพันธ์กับโปรตีนและยีนของสิ่งมีชีวิตใดๆ นอกเหนือจากกลุ่มเมมบราโคอิเดียดังนั้นจึงถือว่าเป็นตัวอย่างของยีนกำพร้า

ทรงกลมกลวงเหล่านี้กระจายตัวเป็นชั้นเคลือบที่มีความหนาแน่นและการกระจายตัวที่แตกต่างกันไปทั่วพื้นผิวของปีกหน้าของเพลี้ยจักจั่น ชั้นเคลือบนี้ทำให้พื้นผิวของแมลงขรุขระ ความขรุขระระดับจุลภาคที่เกิดจากชั้นเคลือบนี้จะถูกเสริมด้วยความขรุขระอันเป็นผลมาจากโครงสร้างคล้ายตาข่ายของโบรโคโซมแต่ละอัน เม็ดเล็กๆ ก่อตัวเป็นชั้นเคลือบคล้ายผงบนพื้นผิวของร่างกายแมลง ทำให้เกิดการสัมผัสในระดับสูง จึงทำให้มีคุณสมบัติซุปเปอร์ไฮโดรโฟบิก[ 11 ]
ต้นทาง

โบรโคโซมถูกสร้างขึ้นภายในเซลล์ของส่วนต่อมเฉพาะของท่อมาลพิเกียนซึ่งเป็นอวัยวะขับถ่ายหลักของแมลง และมักมีหน้าที่เพิ่มเติมอีกด้วย แต่ละเซลล์จะผลิตโบรโคโซมจำนวนมากพร้อมกันภายในคอมเพล็กซ์กอลจิและในที่สุดก็จะปล่อยโบรโคโซมเหล่านั้นเข้าไปในลูเมนของท่อ[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]
ฟังก์ชัน

หลังจากลอกคราบแต่ละครั้ง แมลงเพลี้ยจักจั่นส่วนใหญ่จะปล่อยหยดของเหลวที่มีโบรโคโซมออกมาทางทวารหนักและกระจายไปทั่วผิวหนัง ที่เพิ่งสร้าง ขึ้น ใหม่ [ 16 ] [ 17 ] [ 8 ]พฤติกรรมนี้เรียกว่าการทา[ 17 ]โบรโคโซมที่แห้งจะถูกกระจายไปทั่วร่างกายและรยางค์ในระหว่างการทำความสะอาดซ้ำๆ ซึ่งแมลงเพลี้ยจักจั่นจะถูตัวเองด้วยขา การขนส่งโบรโคโซมได้รับการอำนวยความสะดวกโดยกลุ่มและแถวของขน แข็ง บนขา ชั้นเคลือบที่เกิดขึ้นทำให้ผิวหนังกันน้ำได้ดีมาก ( ซุปเปอร์ไฮโดรโฟบิก ) [ 1 ]และกันของเหลวที่ขับถ่ายของแมลงเพลี้ยจักจั่นเอง[ 18 ]ซึ่งมักจะมีน้ำตาลและเหนียว และอาจเป็นอันตรายต่อแมลงได้ มีการตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับหน้าที่ป้องกันเพิ่มเติมของชั้นเคลือบโบรโคโซม[ 8 ]ตัวอย่างเช่น มีหลักฐานว่าคุณสมบัติป้องกันการสะท้อนแสงของโบรโคโซมทำให้พื้นผิวที่เคลือบด้วยโบรโคโซมดูคล้ายใบไม้ในสายตาของแมลง จึงสามารถใช้เป็นลายพรางสำหรับไข่ได้[ 19 ]
ในสกุลของเพลี้ยจักจั่นโลกใหม่หลายสกุลในวงศ์ย่อย Cicadellinae (รวมถึงเพลี้ยจักจั่นปีกใสและสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้อง) บรอโคโซมยังถูกใช้เป็นสารเคลือบกลุ่มไข่ด้วย[ 20 ] [ 21 ]ในตัวเมียที่กำลังตั้งท้องจากสกุลเหล่านี้ ท่อ Malpighian จะเปลี่ยน[ 15 ]จากการผลิตบรอโคโซมปกติที่อธิบายไว้ข้างต้น ไปเป็นการผลิตอนุภาคขนาดใหญ่ขึ้น โดยทั่วไปจะมีรูปร่างยาว ยาวได้ถึง 20 ไมโครเมตร ก่อนวางไข่ ตัวเมียจะวางกลุ่มบรอโคโซมดังกล่าวไว้บนปีกหน้า และต่อมาจะขูดออกไปยังไข่ที่เพิ่งวางใหม่ด้วยขาหลัง[ 21 ]สารเคลือบที่เป็นผงที่เกิดขึ้นอาจทำหน้าที่ป้องกันต่างๆ รวมถึงการป้องกันปรสิตไข่จากอันดับHymenoptera ( Chalcidoidea ) [ 22 ]รูปร่างและโครงสร้างของบรอโคโซม "ไข่" ดังกล่าวอาจแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละสายพันธุ์ ซึ่งให้ลักษณะเพิ่มเติมสำหรับการระบุสายพันธุ์[ 21 ]
โบรโคโซมสังเคราะห์
การแสดงออกของยีนแบบปราศจากเซลล์
การศึกษาวิจัยจำนวนมากที่ใช้โบรโคโซมที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติมักประสบข้อจำกัดเนื่องจากความไวต่อ สภาพแวดล้อม รีดอกซ์และความยากในการเก็บเกี่ยว วิธีหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์กำลังพัฒนาเพื่อแก้ไขปัญหานี้คือการพัฒนาระบบการแสดงออกของยีนแบบไร้เซลล์ (CFE) ซึ่งจะนำมาใช้สร้างระบบการผลิตโบรโคโซมในหลอดทดลองที่เหมาะสมที่สุด ระบบ CFE ช่วยให้สามารถสร้างต้นแบบและควบคุมสภาวะทางชีวภาพและปฏิกิริยาต่างๆ ได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งช่วยให้สามารถสร้างต้นแบบระบบทางชีวเคมี เช่นเมตาบอลิซึม การแสดงออกของโปรตีน และอื่นๆ การใช้ระบบนี้ นักวิทยาศาสตร์หวังที่จะใช้โปรตีนโบรโคโซมจากH. vitripennisและแสดงออกในระบบ CFE โดยใช้ การตั้งค่า CFE ที่ใช้ E. coliเพื่อกำหนด ความเข้มข้น ของเอนไซม์ไอโซเมอเร สพันธะไดซัลไฟ ด์ อุณหภูมิปฏิกิริยา และปฏิกิริยารีดอก ซ์ ที่จะนำไปสู่ผลผลิตโบรโคโซมที่เพิ่มขึ้น[ 23 ]
วัสดุชีวเลียนแบบสังเคราะห์
ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรกำลังพยายามสร้างโครงสร้างสังเคราะห์คล้ายโบรโคโซมเพื่อการใช้งานวัสดุต่างๆ เนื่องจากโบรโคโซมสังเคราะห์มีศักยภาพในการป้องกันการสะท้อนแสงและ คุณสมบัติ ซุปเปอร์ไฮโดรโฟบิกเป็นต้น วิธีการสังเคราะห์ที่ใช้ในการวิจัยปัจจุบันมักเกี่ยวข้องกับการใช้การประกอบตัวเองเพื่อสร้างแม่แบบหรือโครงสร้างบางชนิดโดยใช้วัสดุที่ไม่ใช่โปรตีนจากนั้นใช้โครงสร้างเหล่านั้นเพื่อประกอบโปรตีนที่เป็นส่วนประกอบเข้าเป็นโบรโคโซม ระยะห่าง/ลำดับและขนาดของโบรโคโซมที่แม่นยำดูเหมือนจะเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้ได้คุณสมบัติป้องกันการสะท้อนแสงและซุปเปอร์ไฮโดรโฟบิกอย่างประสบความสำเร็จ มีหลายวิธีที่กำลังได้รับการพัฒนาในปัจจุบัน ซึ่งรวมถึงการใช้แม่แบบผลึกคอลลอยด์และการประกอบหยดน้ำ[ 24 ]
การสร้างแม่แบบผลึกคอลลอยด์

ใน การสร้างแม่แบบผลึก คอลลอยด์ สองชั้น ชั้นของ ทรงกลม พอลิเมอร์จะถูกเคลือบด้วยชั้นของอนุภาคตัวนำ (เช่น โดยการสปัตเตอร์ ) จากนั้นทรงกลมเหล่านั้นจะถูกเคลือบด้วยชั้นของทรงกลมขนาดเล็กกว่า พอลิเมอร์จะถูกละลายโดยใช้ตัวทำละลายและล้างออก อนุภาคโลหะจะคงรูปทรงของทรงกลมพอลิเมอร์ไว้ ทำให้เกิดแม่แบบ (ทรงกลมที่มีรอยบุ๋มทรงกลมบนพื้นผิว) โลหะหรือวัสดุตัวนำอื่นๆ ถูกใช้เพื่อสร้างแม่แบบเมื่อ ใช้วิธีการชุบ ด้วยไฟฟ้า / การตกตะกอนด้วยไฟฟ้าเพื่อตกตะกอนวัสดุที่ใช้ในการสร้างโบรโคโซมสังเคราะห์[ 24 ] [ 25 ]
แนวคิดของการฝากคอลลอยด์เพื่อสร้างแม่แบบนี้ยังได้รับการดัดแปลงเป็นกระบวนการหล่อขึ้นรูป แทนที่จะเคลือบทรงกลมขนาดใหญ่ด้วยอนุภาคตัวนำ ทรงกลมขนาดใหญ่เหล่านั้นจะถูกนำมาใช้สร้างรอยบุ๋มในวัสดุที่แตกต่างกันซึ่งจะก่อตัวเป็นฐานของแม่แบบ ทรงกลมจะถูกหย่อนลงในเรซินหรือวัสดุที่อยู่ติดกัน จากนั้นจึงทำการบ่มเพื่อรักษารูปทรงของรอยบุ๋มทรงกลม จากนั้นจึงนำทรงกลมออก เหลือไว้เพียงรอยบุ๋ม ทรงกลมขนาดเล็กกว่าจะถูกนำมาใช้เคลือบรอยบุ๋มทรงกลม และช่องว่างระหว่างทรงกลมขนาดเล็กจะถูกเติมด้วยวัสดุที่สาม จากนั้นจึงนำทรงกลมขนาดเล็กออก เหลือไว้เพียงแม่แบบของรอยบุ๋มทรงกลมขนาดใหญ่ที่เคลือบด้วยทรงกลมขนาดเล็กกว่า[ 24 ] [ 26 ]
เทคนิคการเปลี่ยนแปลงสารตั้งต้นในแหล่งกำเนิด
เทคนิคใหม่ในการผลิตโบรโคโซมที่มีรูพรุนปิดคือการใช้ เทคนิคการเปลี่ยนแปลงสารตั้งต้น ในแหล่งกำเนิดนักวิทยาศาสตร์จะวางชั้นของไดไซแอนไดอะไมด์ที่ก่อตัวเป็นพื้นผิวของลูกปัดซิลิกาที่มีรูพรุน จากนั้นลูกปัดเหล่านี้จะถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงมากหรือที่เรียกว่าการเผาเพื่อให้ได้อนุภาคโพลีเมอร์คาร์บอนไนไตรด์ (PCN) หลังจากการกำจัดแม่แบบลูกปัดซิลิกา[ 27 ]
ระบุว่าโบรโคโซมของวิธีนี้มีคุณสมบัติแบบลำดับชั้นและคุณสมบัติการดูดซับแสงที่ดีกว่าภายใต้สเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้ โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 387 นาโนเมตร[ 24 ] [ 27 ]
ชุดประกอบหยดน้ำที่ดัดแปลง
มีการรายงานเวอร์ชันปรับปรุงใหม่ของวิธีการหยดที่ทำโดย Si et al ซึ่งสร้างโบรโคโซมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 530 นาโนเมตรและมีรูพรุนคล้ายกับโบรโคโซมตามธรรมชาติ[ 27 ]
ในวิธีนี้จะสร้าง อิมัลชันน้ำมันขึ้น และโดยการเติมสารลดแรงตึงผิวและสารละลายตั้งต้นซิลิกา หยดน้ำมันจะรวมกลุ่มกันผ่าน ปฏิกิริยา ประจุบนพื้นผิวและการกวนเชิงกลผ่านการคน อนุภาคนาโนซิลิกาจากสารละลายตั้งต้นจะก่อตัวขึ้นตามพื้นผิวของแต่ละหยดน้ำมัน จากนั้นอนุภาคซิลิกาที่มีลักษณะคล้ายโบรโคโซมจะถูกเก็บรวบรวมจากสารละลายผ่านการปั่นเหวี่ยงและการแช่แข็งด้วยไนโตรเจนเหลว มีรายงานว่าโบรโคโซมของวิธีนี้แสดงคุณสมบัติซุปเปอร์ไฮโดรโฟบิกและคุณสมบัติป้องกันการสะท้อนแสง[ 27 ]
โดยการใช้ตัวทำละลายที่มีระดับการละลายในน้ำที่แตกต่างกัน สามารถสร้างรูปร่างของโบรโคโซมที่แตกต่างกันได้ พบว่าตัวทำละลายที่ไม่ละลายในน้ำจะสร้างอนุภาคที่มีรูพรุน และในทางกลับกันเมื่อใช้ตัวทำละลายที่ละลายในน้ำ[ 24 ] [ 27 ]
การประกอบตัวเองที่เกิดจากการพอลิเมอไรเซชันโดยใช้ตัวทำละลาย (PISA)
อีกวิธีหนึ่งที่ได้รับการพัฒนาโดย Liu et al. ใช้ PISA ซึ่งเป็นกระบวนการที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโปรตีน เพื่อเพิ่มปริมาณพันธะไฮโดรเจนกับโคพอลิเมอร์ บล็อก หยดน้ำมัน และโพลีฟีนอลในตัวทำละลายน้ำ/เอทานอลที่ใช้ในการผลิตโบรโคโซม ด้วยวิธีนี้ ขนาดรูพรุนสามารถควบคุมได้ในช่วง 95 ถึง 227 นาโนเมตร โดย ขนาด รูพรุนขนาดกลางสามารถควบคุมได้ในช่วง 9 ถึง 50 นาโนเมตร วิธีนี้โดยทั่วไปจะผลิตโบรโคโซมสังเคราะห์คาร์บอนเจือไนโตรเจนที่ มีรูพรุนขนาดกลาง [ 24 ]
แพลตฟอร์มไมโครฟลูอิดิกแบบหยด
แพลตฟอร์มไมโครฟลูอิดิกแบบหยดน้ำชนิดใหม่กำลังอยู่ระหว่างการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ โดยมุ่งเน้นที่แพลตฟอร์มที่สามารถรับประกันการผลิตโบรโคโซมสังเคราะห์อย่างต่อเนื่องและมีคุณภาพสูง แพลตฟอร์มนี้ทำงานโดยจำลองสภาวะเดียวกันกับท่อมาลพิเกียนซึ่งเป็นที่ที่โบรโคโซมก่อตัวขึ้น ตัวทำละลายที่มีโคพอลิเมอร์บล็อกแอ มฟิฟิลิก และสารลดแรงตึงผิวจะถูกแขวนลอยอยู่ในหยดน้ำ ซึ่งผ่านผลของแรงตึงผิวจะรวมตัวกันเองเป็นโครงสร้างโบรโคโซมหลังจากตัวทำละลายระเหย ด้วยวิธีนี้ สามารถผลิตโบรโคโซมแบบโมโนดิสเปอร์สและโพลิดิสเปอร์สที่มีความละเอียดระดับนาโนเมตรและมีรูปทรงเรขาคณิตที่หลากหลายได้ในอัตรา 10⁵ อนุภาคต่อวินาที[ 28 ]
โดยการปรับอัตราส่วนของ ไซต์ ที่ไม่ชอบน้ำและชอบน้ำบนโคพอลิเมอร์บล็อก ที่ใช้ สามารถปรับ ผลกระทบของแรงตึงผิวที่ขับเคลื่อนการประกอบตัวเองของโบรโคโซมเพื่อเลียนแบบสัณฐานวิทยาทั่วไปห้าแบบของโบรโคโซมตามธรรมชาติได้[ 28 ]
แอปพลิเคชัน
โครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ของโบรโคโซมมักถูกนำมาใช้เป็นแรงบันดาลใจในการสร้าง วัสดุ เลียนแบบชีวภาพซึ่งมีการประยุกต์ใช้ในด้านวิศวกรรมชีวการแพทย์ วัสดุทางแสง การจัดเก็บข้อมูล และวิศวกรรมพื้นผิว
โครงสร้างโบรโคโซมสามารถปรับใช้กับวัสดุต่างๆ ได้มากมาย เช่นทองคำนิกเกลแมงกานีสไดออกไซด์และโพลีไพร์โรล [ 29 ] วัสดุที่ทำจากโครงสร้างโบรโคโซมสามารถช่วยในด้านเซ็นเซอร์ กล้อง และกล้องโทรทรรศน์ได้โดยการเปลี่ยนแปลงการสะท้อนแสงและการจับแสง[ 30 ]ในด้านชีวการแพทย์ การวิจัยในปัจจุบันหวังที่จะสร้างเซ็นเซอร์ที่ใช้โบรโคโซมเพื่อตรวจจับแบคทีเรียและโปรตีนที่เฉพาะเจาะจง นอกจากนี้ ผู้เชี่ยวชาญยังได้เสนอให้ใช้พื้นผิวอนุภาคที่ได้รับแรงบันดาลใจจากโบรโคโซมสำหรับระบบการส่งยาแบบกำหนดเป้าหมาย โดยที่พื้นผิวอนุภาคสามารถใช้ในการขนส่งยาเฉพาะไปยังเนื้อเยื่อที่ต้องการได้[ 31 ]
โบรโคโซมสังเคราะห์สามารถใช้ในการซ่อนสัญญาณความร้อนสำหรับมนุษย์หรือเครื่องจักรโดยการควบคุมการสะท้อนแสงของพื้นผิว ซึ่งอาจนำไปสู่การสร้างผ้าคลุมล่องหนความร้อน โบรโคโซมที่ผลิตในห้องปฏิบัติการสามารถลดการสะท้อนแสงได้ถึง 94% โดยใช้อนุภาคกลวง เนื่องจากโบรโคโซมสามารถดูดซับแสงยูวีได้ การใช้งานในอนาคตอาจนำไปสู่การเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ป้องกันความเสียหายจากแสงแดดต่อยาโดยการสร้างสารเคลือบ สร้างครีมกันแดดที่ดีขึ้น หรือแม้กระทั่งสร้างอุปกรณ์พรางตัว การใช้งานที่ได้รับการสำรวจ ได้แก่ การสร้างระบบเข้ารหัสที่สามารถมองเห็นข้อมูลได้เฉพาะในความยาวคลื่นแสงที่เฉพาะเจาะจงโดยใช้โครงสร้างที่คล้ายกับโบรโคโซม คุณสมบัติ ทางแสงและโฟตอนิกส์ได้กระตุ้นการพัฒนาวัสดุเลียนแบบชีวภาพสำหรับการใช้งานมากมาย ตั้งแต่อุปกรณ์พรางตัวที่มองไม่เห็นไปจนถึงสารเคลือบเซลล์แสงอาทิตย์[ 32 ]คาดว่าการวิจัยเพิ่มเติมจะนำไปสู่การพัฒนาผ้าคลุมล่องหนที่สามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางทหารได้[ 33 ]

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง คุณสมบัติการสะท้อนแสงของโบรโคโซมสามารถนำมาใช้พรางสัญญาณความร้อนได้[ 32 ] การศึกษายังได้สำรวจ การเคลือบป้องกันการสะท้อนแสงที่ปรับเปลี่ยนได้แบบย้อนกลับซึ่งเพิ่มการส่งผ่านแสงที่มองเห็นได้และการป้องกันการสะท้อนแสง[ 34 ] โบรโคโซมยังถูกมองว่าเป็นแรงบันดาลใจสำหรับการเคลือบป้องกันการสะท้อนแสงแบบรอบทิศทาง วัสดุดูดซับแสง และการพรางตัวแบบหลายสเปกตรัม[ 35 ]
โบรโคโซมยังได้รับการศึกษาเพื่อการจัดเก็บข้อมูล ด้วย เนื่องจากคุณสมบัติทางแสงที่แตกต่างกันของโบรโคโซมภายใต้แสงที่มองเห็นได้และแสงอินฟราเรด ทำให้เกิดโครงสร้างเมตาใหม่สำหรับการเข้ารหัส โครงสร้างเมตาเหล่านี้ในช่วงแสงที่มองเห็นได้จะมีลักษณะเหมือนกัน ในขณะที่ในช่วงอินฟราเรดจะมีความแตกต่างของพลังงานทำให้สามารถมองเห็นได้ เทคนิคนี้ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างรหัส QR ขนาดเล็กมากที่มีขนาดเล็กกว่า 2% ของนิ้ว[ 36 ] [ 37 ]การใช้งานอื่นๆ ที่กำลังสำรวจอยู่ ได้แก่ มาตรการป้องกันการปลอมแปลง การเข้ารหัสข้อมูล และการใช้งานสำหรับธนบัตร[ 33 ]
พื้นผิวของโบรโคโซมยังเป็นแรงบันดาลใจให้เกิดการพัฒนา วัสดุ ที่มีคุณสมบัติไม่ชอบน้ำ อย่างยิ่งยวด พฤติกรรมที่ไม่เปียกน้ำของโบรโคโซมถูกนำมาใช้ในการสร้างพื้นผิวขั้นสูงยิ่งขึ้น[ 38 ]
ลิงก์ภายนอก
- บรอโคโซมส์สถาบันสำรวจประวัติศาสตร์ธรรมชาติแห่งรัฐอิลลินอยส์
- ฐานข้อมูลภาพโบรโคโซมไข่ของเพลี้ยจักจั่นโดย RA Rakitov, สำรวจประวัติศาสตร์ธรรมชาติแห่งรัฐอิลลินอยส์
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ โบรโคโซม
โบรโคโซม เป็นเม็ดเล็กๆ ที่มีโครงสร้างซับซ้อนซึ่งถูกขับออกมาจาก เพลี้ยจักจั่น (วงศ์ Cicadellidae ในอันดับ Hemiptera ) และมักพบอยู่บนผิวตัวของพวกมัน และพบในไข่ได้น้อยกว่า...
โครงสร้างและองค์ประกอบ
แมลงเพลี้ยจักจั่นส่วนใหญ่สร้างโบรโคโซมทรงกลมกลวงขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.2–0.
ต้นทาง
โบรโคโซมถูกสร้างขึ้นภายในเซลล์ของส่วนต่อมเฉพาะของ ท่อมาลพิเกียน ซึ่งเป็นอวัยวะขับถ่ายหลักของแมลง และมักมีหน้าที่เพิ่มเติมอีกด้วย แต่ละเซลล์จะผลิตโบรโคโซมจำนวนมากพร้อมกันภายใน คอมเพล็กซ์กอลจิ และในที่สุดก็จะปล่อยโบรโคโซมเหล่านั้นเข้าไปในลูเมนของท่อ [ 12 ] [ 13...
ฟังก์ชัน
หลังจากลอกคราบแต่ละครั้ง แมลงเพลี้ยจักจั่นส่วนใหญ่จะปล่อยหยดของเหลวที่มีโบรโคโซมออกมาทางทวารหนักและกระจายไปทั่ว ผิวหนัง ที่เพิ่งสร้าง ขึ้น ใหม่ [ 16 ] [ 17 ] [ 8 ] พฤติกรรมนี้เรียกว่าการทา [ 17 ]...