تولید میکروسکوپ جدید با تفکیک‌پذیری ۱۰۰۰ برابر MRI

دانشمندان مرکز تحقیقاتی آی‌بی‌ام با همکاری مرکز روبش نانومقیاس در دانشگاه استنفورد، میکروسکوپی بر مبنای تصویربرداری تشدید مغناطیسی توسعه داده‌اند که تفکیک‌پذیری آن ۱۰۰۰ برابر بیشتر از تفکیک‌پذیری MRI معمولی است.

دانشمندان مرکز تحقیقاتی آی‌بی‌ام با همکاری مرکز روبش نانومقیاس در دانشگاه استنفورد، میکروسکوپی بر مبنای تصویربرداری تشدید مغناطیسی توسعه داده‌اند که تفکیک‌پذیری آن ۱۰۰۰ برابر بیشتر از تفکیک‌پذیری MRI معمولی است.

این میکروسکوپ جدید که گام بزرگی به سوی توسعه ابزارهای مرتبط با زیست‌شناسی مولکولی و فناوری نانو محسوب می‌شود، می‌تواند امکان مطالعه ساختارهای سه‌بعدی پیچیده را در مقیاس نانو فراهم آورد.

دانشمندان با افزایش تفکیک‌پذیری MRI، میکروسکوپی تولید کرده‌اند که در نهایت با توسعه بیشتر می‌تواند آنقدر توانمند شود که ساختارها و برهمکنش‌های پروتئین‌ها را آشکار ساخته و راه را برای توسعه درمان‌های شخصی و پزشکی هدفمند باز کند. این یافته‌ها، مطالعات موادی همچون پروتئین‌ها و مدارات مجتمع را که درک ساختار اتمی آنها ضروری است، تحت تأثیر قرار خواهد داد.

مارک دین یکی از محققان آی‌بی‌ام می‌گوید: «این فناوری نحوه نگرش ما را به ویروس‌ها، باکتری‌ها، پروتئین‌ها و مولکول‌های زیستی دیگر متحول خواهد ساخت».

این پیشرفت با استفاده از روشی به نام میکروسکوپ نیروی تشدید مغناطیسی (MRFM) به دست آمده است که بر تشخیص نیروهای بسیار کوچک مغناطیسی استوار است. این میکروسکوپ جدید علاوه بر تفکیک‌پذیری بالا، از مزایای دیگری همچون اختصاصی بودن شیمیایی و قابلیت دیدن سطوح زیرین نیز برخوردار بوده و بر خلاف میکروسکوپی الکترونی، برای مواد حساس زیستی غیرمخرب است.

بیش از یک دهه است که دانشمندان آی‌بی‌ام از MRFM استفاده می‌کنند. حال این گروه تحقیقاتی حساسیت این روش را تا حد زیادی افزایش داده و آن را با یک روش پیشرفته ساخت دوباره تصاویر سه‌بعدی ترکیب نموده است. این کار امکان مشاهده اشیای زیستی نانومقیاس را توسط MRI برای اولین بار فراهم آورده است. این روش برای اولین بار روی ویروس موزاییک تنباکو اعمال شده و تفکیک‌پذیری ۴ نانومتر به دست آمد (اندازه ویروس موزاییک تنباکو ۱۸ نانومتر است).

دان راجر، مدیر مطالعات نانومقیاس آی‌بی‌ام می‌گوید: «استفاده از MRI در مطالعات پزشکی بسیار معمول است، اما استفاده از آن در میکروسکوپی بسیار محدود بوده است. ما امیدواریم نانوMRI در نهایت بتواند امکان مشاهده مستقیم مولکول‌های مجزای پروتئین و کمپلکس‌های مولکولی را فراهم نماید که این امر کلید درک فعالیت‌های زیستی است.«

مرکز تحقیقاتی ای‌بی‌ام سابقه‌ای درخشان در زمینه توسعه میکروسکوپ‌های نانومقیاس دارد. محققان این مرکز جایزه نوبل فیزیک را در سال ۱۹۸۶ برای اختراع میکروسکوپ تونلی روبشی دریافت نمودند.