Τετάρτη, 13 Φεβρουαρίου 2013. - Οι επιστήμονες του Ινστιτούτου Φωτονικών Επιστημών (ICFO) της UPC στην Castelldefels (Βαρκελώνη) κατάφεραν να αναπτύξουν τεχνητά άτομα για να κάνουν μαγνητικούς συντονισμούς σε κύτταρα σε μοριακή κλίμακα, τα οποία θα μπορούσαν να φέρουν επανάσταση στον τομέα της ιατρικής διαγνωστικής απεικόνισης .
Η έρευνα, που πραγματοποιήθηκε σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο Macicarie της Αυστραλίας, ανέπτυξε μια νέα τεχνική, παρόμοια με την απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού αλλά με πολύ μεγαλύτερη ανάλυση και ευαισθησία, που επιτρέπει τη σάρωση μεμονωμένων κυττάρων.
Το έργο, το οποίο έχει δημοσιευθεί στο περιοδικό "Nature Nanotech", καθοδηγείται από τον Dr. Romain Quidant.
Όπως αναφέρθηκε από την ICFO, η έρευνα κατάφερε να χρησιμοποιήσει τεχνητά άτομα, νανομετρικά σωματίδια διογκωμένου διαμαντιού με ακαθαρσίες αζώτου, για να είναι σε θέση να ανιχνεύσει πολύ αδύναμα μαγνητικά πεδία, όπως εκείνα που παράγονται σε μερικά βιολογικά μόρια.
Η συμβατική απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού καταγράφει τα μαγνητικά πεδία των ατομικών πυρήνων του σώματος που έχουν προηγουμένως διεγερθεί από ένα εξωτερικό ηλεκτρομαγνητικό πεδίο και σύμφωνα με την ανταπόκριση όλων αυτών των ατόμων, η εξέλιξη ορισμένων ασθενειών μπορεί να παρακολουθείται και να διαγιγνώσκεται με ανάλυση χιλιοστομέτρου.
Ωστόσο, σε συμβατικό συντονισμό, τα μικρότερα αντικείμενα δεν έχουν αρκετά άτομα για να παρατηρήσουν το σήμα απόκρισης.
Η καινοτόμος τεχνική που προτείνεται από το ICFO βελτιώνει σημαντικά την ανάλυση της νανομετρικής κλίμακας (1.000.000 φορές μεγαλύτερη από το χιλιοστό), καθιστώντας δυνατή τη μέτρηση πολύ αδύναμων μαγνητικών πεδίων, όπως εκείνων που δημιουργούνται από πρωτεΐνες.
"Η μέθοδος μας ανοίγει την πόρτα ώστε να είναι σε θέση να εκτελεί μαγνητικούς συντονισμούς σε απομονωμένα κύτταρα, αποκτώντας μια νέα πηγή πληροφοριών για να κατανοήσουμε καλύτερα τις ενδοκυτταρικές διεργασίες και να εντοπίσουμε τις ασθένειες σε αυτή την κλίμακα", εξήγησε ο ερευνητής της ICFO Michael Geiselmann.
Μέχρι τώρα ήταν δυνατόν να επιτευχθεί αυτή η ανάλυση μόνο στο εργαστήριο, χρησιμοποιώντας μεμονωμένα άτομα σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν, γύρω στους -273 βαθμούς Κελσίου.
Τα μεμονωμένα άτομα είναι δομές πολύ ευαίσθητες στο περιβάλλον τους και έχουν μεγάλη ικανότητα να ανιχνεύουν γειτονικά ηλεκτρομαγνητικά πεδία, αλλά είναι τόσο μικρά και πτητικά ώστε πρέπει να ψύχονται σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν για να τους χειριστούν, σε μια πολύ περίπλοκη διαδικασία που απαιτεί περιβάλλον που καθιστά τις πιθανές ιατρικές εφαρμογές ανέφικτες.
Ωστόσο, τα τεχνητά άτομα που χρησιμοποιούνται από την ομάδα του Quidant σχηματίζονται από μια πρόσμειξη αζώτου που έχει συλληφθεί μέσα σε ένα μικρό διαμάντι κρύσταλλο.
"Αυτή η ακαθαρσία έχει την ίδια ευαισθησία με ένα μεμονωμένο άτομο, αλλά είναι πολύ σταθερή σε θερμοκρασία δωματίου χάρη στην εγκαψούλωσή της. Αυτό το διαμαντένιο κέλυφος μας επιτρέπει να χειριστούμε την ακαθαρσία του αζώτου σε ένα βιολογικό περιβάλλον και συνεπώς μας επιτρέπει να σαρώσουμε τα κύτταρα" Quidant έχει υποστηρίξει.
Για να μπορούν να παγιδεύουν και να χειραγωγούν αυτά τα τεχνητά άτομα, οι ερευνητές χρησιμοποιούν φως λέιζερ, το οποίο λειτουργεί ως σφιγκτήρας ικανός να τους κατευθύνει πάνω από την επιφάνεια του προς μελέτη αντικειμένου και έτσι να λαμβάνει πληροφορίες από τα μικρά μαγνητικά πεδία που το κάνουν.
Η εμφάνιση αυτής της νέας τεχνικής θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στον τομέα της ιατρικής διαγνωστικής απεικόνισης, καθώς βελτιστοποιεί σημαντικά την ευαισθησία της κλινικής ανάλυσης και, ως εκ τούτου, βελτιώνει τη δυνατότητα ανίχνευσης νόσων νωρίτερα και καλύτερης αντιμετώπισης τους.
Πηγή:
Ετικέτες:
Αναγέννηση Ομορφιά Οικογένεια
Η έρευνα, που πραγματοποιήθηκε σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο Macicarie της Αυστραλίας, ανέπτυξε μια νέα τεχνική, παρόμοια με την απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού αλλά με πολύ μεγαλύτερη ανάλυση και ευαισθησία, που επιτρέπει τη σάρωση μεμονωμένων κυττάρων.
Το έργο, το οποίο έχει δημοσιευθεί στο περιοδικό "Nature Nanotech", καθοδηγείται από τον Dr. Romain Quidant.
Όπως αναφέρθηκε από την ICFO, η έρευνα κατάφερε να χρησιμοποιήσει τεχνητά άτομα, νανομετρικά σωματίδια διογκωμένου διαμαντιού με ακαθαρσίες αζώτου, για να είναι σε θέση να ανιχνεύσει πολύ αδύναμα μαγνητικά πεδία, όπως εκείνα που παράγονται σε μερικά βιολογικά μόρια.
Η συμβατική απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού καταγράφει τα μαγνητικά πεδία των ατομικών πυρήνων του σώματος που έχουν προηγουμένως διεγερθεί από ένα εξωτερικό ηλεκτρομαγνητικό πεδίο και σύμφωνα με την ανταπόκριση όλων αυτών των ατόμων, η εξέλιξη ορισμένων ασθενειών μπορεί να παρακολουθείται και να διαγιγνώσκεται με ανάλυση χιλιοστομέτρου.
Ωστόσο, σε συμβατικό συντονισμό, τα μικρότερα αντικείμενα δεν έχουν αρκετά άτομα για να παρατηρήσουν το σήμα απόκρισης.
Η καινοτόμος τεχνική που προτείνεται από το ICFO βελτιώνει σημαντικά την ανάλυση της νανομετρικής κλίμακας (1.000.000 φορές μεγαλύτερη από το χιλιοστό), καθιστώντας δυνατή τη μέτρηση πολύ αδύναμων μαγνητικών πεδίων, όπως εκείνων που δημιουργούνται από πρωτεΐνες.
"Η μέθοδος μας ανοίγει την πόρτα ώστε να είναι σε θέση να εκτελεί μαγνητικούς συντονισμούς σε απομονωμένα κύτταρα, αποκτώντας μια νέα πηγή πληροφοριών για να κατανοήσουμε καλύτερα τις ενδοκυτταρικές διεργασίες και να εντοπίσουμε τις ασθένειες σε αυτή την κλίμακα", εξήγησε ο ερευνητής της ICFO Michael Geiselmann.
Μέχρι τώρα ήταν δυνατόν να επιτευχθεί αυτή η ανάλυση μόνο στο εργαστήριο, χρησιμοποιώντας μεμονωμένα άτομα σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν, γύρω στους -273 βαθμούς Κελσίου.
Τα μεμονωμένα άτομα είναι δομές πολύ ευαίσθητες στο περιβάλλον τους και έχουν μεγάλη ικανότητα να ανιχνεύουν γειτονικά ηλεκτρομαγνητικά πεδία, αλλά είναι τόσο μικρά και πτητικά ώστε πρέπει να ψύχονται σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν για να τους χειριστούν, σε μια πολύ περίπλοκη διαδικασία που απαιτεί περιβάλλον που καθιστά τις πιθανές ιατρικές εφαρμογές ανέφικτες.
Ωστόσο, τα τεχνητά άτομα που χρησιμοποιούνται από την ομάδα του Quidant σχηματίζονται από μια πρόσμειξη αζώτου που έχει συλληφθεί μέσα σε ένα μικρό διαμάντι κρύσταλλο.
"Αυτή η ακαθαρσία έχει την ίδια ευαισθησία με ένα μεμονωμένο άτομο, αλλά είναι πολύ σταθερή σε θερμοκρασία δωματίου χάρη στην εγκαψούλωσή της. Αυτό το διαμαντένιο κέλυφος μας επιτρέπει να χειριστούμε την ακαθαρσία του αζώτου σε ένα βιολογικό περιβάλλον και συνεπώς μας επιτρέπει να σαρώσουμε τα κύτταρα" Quidant έχει υποστηρίξει.
Για να μπορούν να παγιδεύουν και να χειραγωγούν αυτά τα τεχνητά άτομα, οι ερευνητές χρησιμοποιούν φως λέιζερ, το οποίο λειτουργεί ως σφιγκτήρας ικανός να τους κατευθύνει πάνω από την επιφάνεια του προς μελέτη αντικειμένου και έτσι να λαμβάνει πληροφορίες από τα μικρά μαγνητικά πεδία που το κάνουν.
Η εμφάνιση αυτής της νέας τεχνικής θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στον τομέα της ιατρικής διαγνωστικής απεικόνισης, καθώς βελτιστοποιεί σημαντικά την ευαισθησία της κλινικής ανάλυσης και, ως εκ τούτου, βελτιώνει τη δυνατότητα ανίχνευσης νόσων νωρίτερα και καλύτερης αντιμετώπισης τους.
Πηγή:
