|
سلول‌ها واحدهای ساختمانی حیات هستند. توانایی درک و اصلاح فرایندهای داخل سلولی
برای درک بهتر فرایندهای زیستی؛ تولید داروها و افزایش کارامدی آنها؛ و اصلاح
عملکرد سلولی مهم است. کوچکی و ظرافت سلول، کاوش دقیق درون آن، کار آسانی نیست.
برای حل این مشکل محققان، کاوشگران سلولی نانومقیاسی از جنس کربن طراحی کردند. این
کاوشگرها نانوپیپت‌های کربنی یا CNP نام دارند.
تحقیقی که سال گذشته در دانشگاه پنسیلوانیا انجام شد، باعث تولید این ابزار
نانوجراحی گردید که در کاوش سلول‌ها، نظارت فرایندهای آنها و کنترل و تغییر
عملکردشان استفاده شد. هم‌اکنون دانشمندان قادر به تولید زیادی از این نانوپیپت‌ها
هستند و بدون وارد آوردن آسیب، از طریق آنها مواد مورد نظر خود را به داخل سلول
تزریق کنند.
CNP، یک لوله موئی شیشه‌ای با دیواره داخلی کربنی است که ظاهری شبیه به نانولوله
دارد. CNP طی فرایندی تشکیل شده‌است که تجمع در آن رخ نمی‌دهد. این مسئله تولید
تعداد زیاد آن را آسان می‌سازد. متناسب با شرایط کنترل‌شده تولید، قطر نوک آنها می‌تواند
از ده تا صد نانومتر، و طول آنها نیز می‌تواند به چند میکرون برسد.
دکتر باو، سرپرست گروه، می‌گوید:«این لوله‌ها انعطاف‌پذیرند و بدون شکستگی خم
می‌شوند، با این حال برای ورود به سلول به اندازه کافی سفت هستند. به‌دلیل توخالی
بودن می‌توان مواد مورد نظر را از طریق آنها به داخل سلول تزریق کرد. پوشش کربنی
پیپت‌ها آنها را هادی کرده‌است تا آنجا که می‌توان از آنها در اندازه‌گیری‌های
الکتریکی استفاده کرد. با استفاده از این ابزار می‌توان رنگ‌ها و پیامبرهای ثانویه
کلسیم را در حالی که سلول زنده است، به داخل آن تزریق کرد».
این گروه در مقاله اخیر خود توضیح داد که چگونه باید ازCNPها برای تزریق پیامبرهای
مربوط به کلسیم به داخل سلول و شناسایی مسیرهای کلسیمی در سرطان سلول‌های سینه
استفاده کرد.
CNPها با وسائل آزمایشگاهی رایج؛ از قبیل تزریق‌گرهایی در اندازه
فمتو(femtoinjectors) و دست‌های ماشینی میکرو (micromanipulators) سازگار است که
می‌تواند باعث سهولت فرایندهای فوق شود. در این تحقیق برای آسانی ترابری سیالات و
دست‌کاری زیر نور میکروسکوپ از پیپت‌هایی با قطر خارجی ۲۰۰ تا ۴۰۰ نانومتر استفاده
شد.
دکتر باو می‌گوید: «CNPها در مقایسه با پیپت‌های شیشه‌ای مزایایی دارند؛ از آن جمله
می‌توان به کوچک‌تر بودن اندازه(زیر ۴۰۰ نانومتر)، بازدهی بالا(در هنگام تزریق
CNPها تعداد کمتری از سلول‌ها آسیب می‌بینند)،امکان دیدن بهتر زیر میکروسکوپ و
مقاومت در مقابل مسدود شدن و شکستگی(به‌طور متوسط از پیپت‌های شیشه‌ای برای تزریق
ماده به چهار سلول استفاده کرد در حالی که CNPها می‌توانند بدون مشکل به ۱۲ سلول
ماده تزریق کنند) اشاره کرد.
کاربردهای مهیج CNPها در حال کشف است. CNPها کاوشگران چندکاره مطمئن نانومقیاسی
هستند که می‌توانند در توضیح و اصلاح فرایندهای زیستی به ما کمک کنند، همچنین
ابزاری برای تزریق مواد به تعداد زیادی از سلول‌ها برای تشخیص،کشف دارو و درمان به
شمار می روند».
پس از اینکه دانشمندان فهمیدند که CNP برای سلول سمی نیست و در مدت کوتاهی پس از
تزریق اثرات جانبی ایجاد نمی‌کنند، به دنبال سه چیز هستند:
۱- کاوش اندامک‌های سلولی با ،CNP که قطر آن ده نانومتر است؛
۲ – چسباندن پروتئین، اولیگونکلئوتید، نشان‌گرهای زیستی و نانوذرات به سر لوله‌ها
برای آشکار کردن مولکول‌های هدف با دقت فضایی بسیار بالا و اصلاح ترکیبات زیستی
داخل سلولی؛
۳٫ استفاده از مزایای هدایت الکتریکی CNPها برای اندازه‌گیری‌های الکتریکی، تا از
آنها در حسگرهای زیستی و تزریق خودبه‌خودی بهره ببرند.
|
