مشاهده سلول های پستانداران با اشعه ایکس نرم!

محققان تکنیک جدیدی را برای مشاهده سلول های زنده پستانداران ابداع کرده اند. این تیم از لیزر قدرتمندی به نام لیزر الکترون آزاد با اشعه ایکس نرم استفاده کرد تا پالس‌های فوق سریع نور را با سرعت فمتوثانیه یا چهار میلیاردم ثانیه منتشر کند. با این کار آنها می‌توانستند برای اولین بار تصاویری از ساختارهای مبتنی بر کربن در سلول‌های زنده ثبت کنند، قبل از اینکه تابش اشعه ایکس نرم به آنها آسیب برساند. آینه‌های Wolter تصفیه‌شده، نوعی آینه فوق‌العاده دقیق، ساخته شده‌اند که میکروسکوپ را قادر می‌سازد تا تصاویری با وضوح فضایی بالا و میدان دید وسیع بگیرد. در آینده، تیم امیدوار است از این میکروسکوپ برای درک بهتر ماهیت پویای زیست شناسی سلولی استفاده کند.

آیا می دانستید اشعه ایکس نرم و اشعه ایکس سخت وجود دارد؟ اشعه ایکس سخت همان چیزی است که اگر از امنیت فرودگاه عبور کرده باشید یا دچار شکستگی دست و پا شده باشید، به احتمال زیاد با آن مواجه خواهید شد. اشعه ایکس نرم بیشتر به تحقیقات محدود می شود، از مطالعه زیست شناسی و شیمی گرفته تا مواد معدنی و شهاب سنگ ها. اشعه ایکس نرم قادر به ارائه اطلاعات شیمیایی در مورد نمونه ها و تصاویر دقیق در سطح درون سلولی است، اما استفاده از آنها به دلیل تجهیزات بسیار تخصصی مورد نیاز و در زیست شناسی، آسیبی که به سلول های زنده وارد می کند، محدود شده است.

با این حال، تیمی از محققان یک میکروسکوپ نرم اشعه ایکس ساخته اند که از طریق آن می توانند سلول های زنده پستانداران را برای اولین بار مشاهده کنند. آنها توانستند از ساختارهای کربنی درون سلول ها عکس بگیرند که قبلاً از طریق ابزارهای دیگر دیده نشده بود. کربن یکی از عناصر اصلی زندگی است، بنابراین دریچه جدیدی به بخش حیاتی خودمان ارائه می دهد.

میکروسکوپ دارای دو جزء کلیدی است: یک لیزر الکترونی نرم بدون اشعه ایکس. و آ ینه های ولتر بسیار دقیق، نوعی آینه که به طور گسترده در تلسکوپ های اشعه ایکس برای رصد فضا استفاده می شود. این آینه ها با استفاده از فناوری ایجاد شده توسط نویسنده اصلی Satoru Egawa، استادیار مرکز تحقیقات علوم و فناوری پیشرفته در دانشگاه توکیو ساخته شده اند.

یک لیزر الکترون آزاد پرتو ایکس نرم، نور پالسی را با سرعت ده‌ها فمتوثانیه ارائه می‌کند (که یک فمتوثانیه یک میلیونیم یک میلیاردم ثانیه است). اگاوا توضیح داد که ساختار سلول زنده در اثر آسیب تشعشع تغییر کرده است. ما از آینه‌های Wolter برای نورپردازی و تصویربرداری استفاده کردیم. این آینه‌ها میدان دید وسیعی را فراهم می‌کنند، می‌توانند در برابر تابش لیزرهای قدرتمند مقاومت کنند و هیچ اعوجاج رنگی از خود نشان نمی‌دهند، و آنها را برای مشاهده نمونه‌ها در طول موج‌های مختلف ایده‌آل می‌کند.»

اگرچه قبلاً از لیزرهای الکترون آزاد پرتو ایکس نرم برای مطالعه ویروس‌ها و باکتری‌های کوچک‌تر استفاده می‌شد، سلول‌های پستانداران بزرگ‌تر از آن بودند که بتوان به این روش مطالعه کرد. با این حال، با استفاده از آینه‌های Wolter، این تیم می‌تواند به میدان دید وسیع‌تری دست یابد و از نگهدارنده نمونه ضخیم‌تری استفاده کند که می‌تواند سلول‌های بزرگ‌تری را در خود جای دهد. تصاویر به دست آمده جزئیاتی را در مورد محتوای کربن در سلول ها نشان می دهد که از طریق روش های دیگر مانند میکروسکوپ الکترونی و میکروسکوپ فلورسانس دیده نشده بود.

یافتن مسیر کربنی بین هسته (ساختاری در هسته سلول که در عملکرد و بقای سلول نقش دارد) و غشای هسته (که هسته را در بر گرفته است) که با میکروسکوپ های نور مرئی مشاهده نشده بود برای ما شگفت آور بود. اگاوا گفت.

لیزرهای الکترونی بدون اشعه ایکس نرم روشن‌تر در دسترس هستند که حتی تصاویر واضح‌تری را با “نویز” دانه‌دار کمتر ممکن می‌سازند. با افزودن لیزرهای درخشان‌تر و آینه‌های ولتر دقیق‌تر، این تیم امیدوار است که میکروسکوپ را ارتقا دهد تا بتواند عناصر بیوشیمیایی بیشتری را مشاهده کند. با این کار همچنین می تواند به روشن کردن برخی از واکنش ها و فعل و انفعالات حیاتی که در سلول های زنده رخ می دهد کمک کند.


.Materials provided by University of Tokyo. Note: Content may be edited for style and length

نظرات خود را با ما درمیان بگذارید

دیدگاهتان را بنویسید

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

مطالب مرتبط

به کمک نیاز داری؟ با ما در تماس باشید!
شروع گفتگو
سلام! برای چت در WhatsApp روی یکی از اعضای زیر کلیک کنید
معمولا در عرض چند دقیقه پاسخ می دهیم

سوال خود را مطرح کنید

سوال خود را مطرح کنید

سوال خود را مطرح کنید

سوال خود را مطرح کنید

سوال خود را مطرح کنید