الأربعاء ، 13 فبراير 2013. - تمكن العلماء من معهد العلوم الضوئية (ICFO) من UPC في Castelldefels (برشلونة) من تطوير ذرات اصطناعية لجعل الرنين المغناطيسي في الخلايا على نطاق الجزيئي ، والتي يمكن أن تحدث ثورة في مجال التصوير التشخيصي الطبي .
طور البحث ، الذي تم بالتعاون مع CSIC وجامعة Macquarie في أستراليا ، تقنية جديدة ، على غرار التصوير بالرنين المغناطيسي ولكن مع دقة وحساسية أعلى بكثير ، مما يسمح بمسح الخلايا الفردية.
ترأس هذا العمل الذي نشر في مجلة "Nature Nanotech" الدكتور رومان كويدانت.
وفقًا لما أوردته هيئة الرقابة المالية ، فقد نجح البحث في استخدام ذرات اصطناعية ، وهي جسيمات نانومترية من الماس المنشط ذي شوائب النيتروجين ، لتكون قادرة على البحث عن حقول مغناطيسية ضعيفة للغاية ، مثل تلك التي تم إنشاؤها في بعض الجزيئات البيولوجية.
يسجل التصوير بالرنين المغناطيسي التقليدي الحقول المغناطيسية للنواة الذرية للجسم التي سبق أن أثارها مجال كهرومغناطيسي خارجي ، ووفقًا لاستجابة كل هذه الذرات ، يمكن مراقبة تطور أمراض معينة وتشخيصها باستبانة ملليمترية.
ومع ذلك ، في الرنين التقليدي ، لا تملك الأجسام الأصغر ذرات كافية لمراقبة إشارة الاستجابة.
تعمل التقنية المبتكرة التي اقترحها ICFO على تحسين الدقة بدرجة تصل إلى المقياس النانومتري (أكبر بمقدار 1،000،000 مرة من المليمتر) ، مما يجعل من الممكن قياس الحقول المغناطيسية الضعيفة للغاية ، كتلك التي أنشأتها البروتينات.
"إن أسلوبنا يفتح الباب لتكون قادرة على أداء الرنين المغناطيسي للخلايا المعزولة ، والحصول على مصدر جديد للمعلومات لفهم العمليات داخل الخلوية بشكل أفضل ولتشخيص الأمراض على هذا النطاق" ، أوضح مايكل جيزيلمان ، باحث المركز.
حتى الآن لم يكن من الممكن الوصول إلى هذا القرار في المختبر ، باستخدام الذرات الفردية في درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق ، حوالي -273 درجة مئوية.
الذرات الفردية هي هياكل حساسة للغاية لبيئتها ولديها قدرة كبيرة على اكتشاف الحقول الكهرومغناطيسية القريبة ، لكنها صغيرة ومتقلبة لدرجة أنها تحتاج إلى تبريد حتى درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق من أجل معالجتها ، في عملية معقدة للغاية تتطلب البيئة التي تجعل تطبيقاتها الطبية الممكنة غير ممكنة.
ومع ذلك ، فإن الذرات الصناعية التي يستخدمها فريق كويدانت تتشكل من شوائب النيتروجين التي يتم التقاطها داخل بلورة الماس الصغيرة.
"هذا الشوائب له نفس حساسية الذرة الفردية ولكنه مستقر للغاية في درجة حرارة الغرفة بفضل غلافه. تسمح لنا هذه القشرة الماسية بمعالجة شوائب النيتروجين في بيئة بيولوجية ، وبالتالي تتيح لنا فحص الخلايا" ، جادل كويدانت.
ولكي يكون الباحثون قادرين على حبس هذه الذرات الاصطناعية ومعالجتها ، يستخدمون ضوء الليزر ، الذي يعمل بمثابة مشبك قادر على توجيههم فوق سطح الكائن المراد دراسته ، وبالتالي يتلقى معلومات من الحقول المغناطيسية الصغيرة التي يتكون منها.
يمكن أن يؤدي ظهور هذه التقنية الجديدة إلى إحداث ثورة في مجال التصوير التشخيصي الطبي ، لأنه يحسن إلى حد كبير من حساسية التحليل السريري ، وبالتالي يحسن من إمكانية اكتشاف الأمراض في وقت مبكر ومعالجتها بشكل أكثر نجاحًا.
المصدر:
علامات:
الدفع أخبار جنس
طور البحث ، الذي تم بالتعاون مع CSIC وجامعة Macquarie في أستراليا ، تقنية جديدة ، على غرار التصوير بالرنين المغناطيسي ولكن مع دقة وحساسية أعلى بكثير ، مما يسمح بمسح الخلايا الفردية.
ترأس هذا العمل الذي نشر في مجلة "Nature Nanotech" الدكتور رومان كويدانت.
وفقًا لما أوردته هيئة الرقابة المالية ، فقد نجح البحث في استخدام ذرات اصطناعية ، وهي جسيمات نانومترية من الماس المنشط ذي شوائب النيتروجين ، لتكون قادرة على البحث عن حقول مغناطيسية ضعيفة للغاية ، مثل تلك التي تم إنشاؤها في بعض الجزيئات البيولوجية.
يسجل التصوير بالرنين المغناطيسي التقليدي الحقول المغناطيسية للنواة الذرية للجسم التي سبق أن أثارها مجال كهرومغناطيسي خارجي ، ووفقًا لاستجابة كل هذه الذرات ، يمكن مراقبة تطور أمراض معينة وتشخيصها باستبانة ملليمترية.
ومع ذلك ، في الرنين التقليدي ، لا تملك الأجسام الأصغر ذرات كافية لمراقبة إشارة الاستجابة.
تعمل التقنية المبتكرة التي اقترحها ICFO على تحسين الدقة بدرجة تصل إلى المقياس النانومتري (أكبر بمقدار 1،000،000 مرة من المليمتر) ، مما يجعل من الممكن قياس الحقول المغناطيسية الضعيفة للغاية ، كتلك التي أنشأتها البروتينات.
"إن أسلوبنا يفتح الباب لتكون قادرة على أداء الرنين المغناطيسي للخلايا المعزولة ، والحصول على مصدر جديد للمعلومات لفهم العمليات داخل الخلوية بشكل أفضل ولتشخيص الأمراض على هذا النطاق" ، أوضح مايكل جيزيلمان ، باحث المركز.
حتى الآن لم يكن من الممكن الوصول إلى هذا القرار في المختبر ، باستخدام الذرات الفردية في درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق ، حوالي -273 درجة مئوية.
الذرات الفردية هي هياكل حساسة للغاية لبيئتها ولديها قدرة كبيرة على اكتشاف الحقول الكهرومغناطيسية القريبة ، لكنها صغيرة ومتقلبة لدرجة أنها تحتاج إلى تبريد حتى درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق من أجل معالجتها ، في عملية معقدة للغاية تتطلب البيئة التي تجعل تطبيقاتها الطبية الممكنة غير ممكنة.
ومع ذلك ، فإن الذرات الصناعية التي يستخدمها فريق كويدانت تتشكل من شوائب النيتروجين التي يتم التقاطها داخل بلورة الماس الصغيرة.
"هذا الشوائب له نفس حساسية الذرة الفردية ولكنه مستقر للغاية في درجة حرارة الغرفة بفضل غلافه. تسمح لنا هذه القشرة الماسية بمعالجة شوائب النيتروجين في بيئة بيولوجية ، وبالتالي تتيح لنا فحص الخلايا" ، جادل كويدانت.
ولكي يكون الباحثون قادرين على حبس هذه الذرات الاصطناعية ومعالجتها ، يستخدمون ضوء الليزر ، الذي يعمل بمثابة مشبك قادر على توجيههم فوق سطح الكائن المراد دراسته ، وبالتالي يتلقى معلومات من الحقول المغناطيسية الصغيرة التي يتكون منها.
يمكن أن يؤدي ظهور هذه التقنية الجديدة إلى إحداث ثورة في مجال التصوير التشخيصي الطبي ، لأنه يحسن إلى حد كبير من حساسية التحليل السريري ، وبالتالي يحسن من إمكانية اكتشاف الأمراض في وقت مبكر ومعالجتها بشكل أكثر نجاحًا.
المصدر:
