نقشه برداری سه بعدی از سلول امکان پذیر شد

کارمِن مِنونی استاد برجسته دیگر دانشکده مهندسی کامپیوتر و برق است که سیستم تصویربرداری طیفی را با کمک دانشجویانش ساخته ‌است. سیستم وی به محققان امکان می‌دهد تا چگونگی نفوذ داروهای آزمایشی را بررسی کنند.

پیش از این، تصویربرداری طیفی-جرمی مبتنی بر لیزر (laser-based mass-spectral imaging) می‌توانست ترکیب شیمیایی سلول را شناسایی کرده و از سطح آن به‌صورت دوبعدی در مقیاس میکرو نقشه‌ای تهیه کند، اما این تجهیز نمی‌توانست آناتومی (شاخه‌ای از زیست‌شناسی است که به بررسی ساختار و شیوه کار بدن جانداران می‌پردازد – مترجم) سلولی را با جزئیات دقیق، در مقیاس نانو و به صورت سه‌بعدی به تصویر بکشد. کارِمن می‌گوید: «محققان با کمک این فناوری می‌توانند منبع پاتوژن‌های (عامل تولید بیماری – مترجم) منتشر شده را شناسایی کنند. این تجهیز ممکن است در بررسی راه‌های جدید، به‌منظور غلبه بر مقاومت آنتی‌بیوتیک در میان بیماران جراحی‌ شده با ایمپلنت نیز به کار آید.»

دو ویژگی تجهیز مزبور، ادغام فناوری تصویربرداری طیفی و لیزر ماورابنفش شدید است. جورگ روکا ، استاد دیگر این دانشکده، کسی است که لیزر ماوربنفش شدید را به طیف‌سنج متصل کرده ‌است. اشعه این تجهیز برای چشم انسان مرئی است و برای تولید آن، جریان الکتریکی بیست هزار مرتبه قوی‌تر از لوله‌های فلوئورسنت چراغ‌های سقف به کار گرفته شده‌است. در نتیجه جریان نازکی از پلاسما (plasma) با درجه حرارت بالا و چگالی زیاد حاصل می‌شود. پلاسما به مثابه یک واسطه افزایشی برای تولید پالس لیزر اشعه ماورابنفش شدید عمل می‌کند.

لیزر به نمونه سلولی شلیک می‌کند. در هر مرتبه، لیزر یک سوراخ کوچک حفر کرده و ذرات باردار کوچک (یا یون‌ها) از سطح سلول تبخیر می‌شوند. این یون‌ها جداسازی و شناسایی می‌شوند و به دانشمندان امکان می‌دهند ترکیب شیمیایی را تعیین کنند.

پروژه با 1 میلیون دلار سرمایه گذاری از طریق موسسه بهداشت ملی (National Institutes of Health) حمایت می‌شود. همچنین تجهیزات نوری که بر اشعه لیزر تمرکز می‌کنند، توسط مرکز نوری اشعه ایکس (Center for X-Ray Optics) در آزمایشگاه ملی لاورنس برکلی (Lawrence Berkeley National Laboratory) ساخته شده‌است.

برای کسب اطلاعات بیشتر می‌توانید به مجله Nature Communications مراجعه نمایید.