محققان آزمایشگاه ملی لورنس متعلق به وزارت انرژی آمریکا (DOE) نانوبلورهای روشن، پایدار و زیستسازگاری را تولید کردهاند که هر یک از آنها میتوانند فعالیتهای درون سلول را بررسی کنند.
بررسی فعالیت درون سلولی با استفاده از نانوبلورها
محققان آزمایشگاه ملی لورنس متعلق به وزارت انرژی آمریکا (DOE) نانوبلورهای روشن، پایدار و زیستسازگاری را تولید کردهاند که هر یک از آنها میتوانند فعالیتهای درون سلول را بررسی کنند.
تولید این نشرکنندههای ایدهآل نور که به عنوان کاوشگر عمل میکنند، یک گام بزرگ در بررسی دقیق رفتار پروتئینها و اجزای سلولی دیگر در سامانههای پیچیدهای همچون سلولهای زنده به شمار میآید.
زدن برچسب به یک جزء سلولی خاص و ردیابی آن درون یک محیط زیستی معمولی با مشکلات زیادی همراه است: این روبشگر میتواند به صورت اتفاقی روشن یا خاموش شود، با نور منتشر شده از خود سلول رقابت میکند، و اغلب برای تهییج به چنان لیزر قوی نیاز دارد که موجب از بین رفتن روبشگر و تار شدن چیزی میشود که میخواهیم آن را مشاهده کنیم.
بروس کوهن یکی از دانشمندان مرکز نانوساختارهای زیستی واقع در مرکز تحقیقات نانوعلم آزمایشگاه برکلی میگوید: «میتوان از نانوذراتی که ما طراحی کردهایم برای مطالعه تکتک مولکولهای زیستی بهره برد. این روبشگرهای تکمولکولی امکان ردیابی پروتئینها را در سلول و سطح آن فراهم نموده و مطالعه تغییرات ایجاد شده در فعالیت آنها را هنگام اضافه کردن داروها یا ترکیبات فعال زیستی دیگر ممکن میسازند».
«شیوی وو» و «گانگ هان» همکاران فوق دکترای ریختهگری مولکولی، «جیک شوک» متخصص تصویربرداری و دستکاری نانوساختارها، و «دلیا میلیرون» مدیر مرکز نانوساختارهای معدنی در تولید این نانوبلورها همکاری داشتهاند. این نانوبلورها حاوی عناصر خاکی کمیاب بوده و با جذب انرژی مادون قرمز آن را به نور مرئی تبدیل میکنند. زمانی که یک موج لیزر مادون قرمز به صورت ممتد به این ذرات تابانده میشود، این نور مادون قرمز از طریق انجام یک سری از تبدیلات انرژی به نور مرئی تبدیل میشود. بافتهای زیستی در برابر نور مادون قرمز شفافیت بالایی دارند و به همین دلیل این نانوبلورها برای استفاده در تصویربرداری زیستی (با ایجاد حداقل آسیب به بافتهای زنده و یا کمترین پراکنش نور) مناسب هستند.
«شوک» میگوید: «عناصر خاکی کمیاب رفتار فسفرسانسی از خود نشان میدهند. نانوبلورهای جدید از این ویژگی بهره برده و یک میلیون برابر موثرتر از مولکولهای رنگی معمولی عمل میکنند. تاکنون هیچ روبشگری با ویژگی تصویربرداری از تکمولکولها ساخته نشده است».
او میافزاید: «با وجودی که مدتهاست شکلهای مختلفی از این ذرات شناخته شدهاند، کشف بیسابقه ویژگی ردیابی تکمولکولی این ذرات که توسط گروه ما انجام شده است، محدوده وسیعی از کاربردها را ممکن میسازد که تاکنون قابل دستیابی نبودهاند».
