دانشجویان مهندسی پزشکی ایران

خبرهای ویژه

» آشنایی با تجهیزات پزشکی » ساخت دماسنج برای اندازه گیری دمای درون سلول ها

تاریخ انتشار : ۱۳۹۵/۱۰/۲۹ - ۶:۵۳

ساخت دماسنج برای اندازه گیری دمای درون سلول ها

حدود ۲۷۰ سال از اختراع دماسنج های جیوه ای می گذرد و آنها همچنان به خوبی وظیفه شان را انجام می دهند. اما گاهی اوقات….

حدود ۲۷۰ سال از اختراع دماسنج های جیوه ای می گذرد و آنها همچنان به خوبی وظیفه شان را انجام می دهند. اما گاهی اوقات

به یک دماسنج کوچکتر نیاز داریم. مثلا می خواهیم بدانیم که دمای درون یک سلول چقدر است! برای پیدا کردن پاسخ این سوال ، محققین دانشگاه هاروارد روشی جدید پیدا کرده اند که با کمک لیزر و نانوکریستال های الماس می تواند دمای اجزای میکروسکوپی را محاسبه نمود.

در این روش آنها یک قطعه الماس که البته فقط ۱۰۰ نانومتر است را به درون یک سلول بدن انسان فرستاده اند و سپس با تاباندن لیزر سبز به آن الماس و محاسبه زوایه برگشت لیزر ، دمای درون سلول را محاسبه کرده اند. آنها حتی قطعه دوم الماس را هم به بخش دیگر سلول فرستاده و توانسته اند اختلاف دمای دو بخش مختلف یک سلول را هم محاسبه کنند! جالب تر اینکه میزان دقت این اندازه گیری دما در حد ۰٫۰۵ کلوین است.

اما ساخت دماسنج برای اندازه گیری دمای درون سلول ها  به چه دردی می خورد؟

هم اکنون فعالیت های زیادی روی مهندسی فرایندهای بیولوژیکی انجام می شود و برای دستکاری سلول ها ، شما به تنظیم دمای آنها هم نیاز دارید. بنابراین داشتن یک دماسنج بسیار دقیق به محققین کمک خواهد کرد تا تحقیقات سلولی را بسیار دقیق تر از قبل انجام دهند. مثال دیگر از کاربرد این فناوری جهت کشتن سلول های سرطانی است. حالا می توان تحقیقات بسیار مؤثری روی این سلول ها انجام داد و محاسبه کرد که با وارد کردن چه دمایی می توان کاری نمود که سبب مرگ سلول های سرطانی شد در حالی که سلول های دیگر زنده بمانند.

گروهی دیگر از محققان موسسه علوم فتونیکی (ICFO) روشی برای اندازه‌گیری دمای درون سلول‌ها بدون بر هم زدن متابولیسم آنها ابداع کرده‌اند. این یافته می‌تواند در تشخیص سلول‌های سالم از سرطانی مفید بوده و یادگیری درباره فرایندهای سلولی را تسهیل نماید.بسیاری از فرایندهای درون سلول همانند تقسیم سلولی و متابولیسم توسط دما کنترل می‌شوند. حال گروهی از محققان اروپایی به رهبری محققان ICFO با استفاده از پروتئین‌های فلورسانس سبز (GFP) روشی غیرمخرب برای اندازه‌گیری دمای درون سلول ارائه کرده‌اند.

روماین کوئیدانت یکی از محققان ICFO می‌گوید: «ویژگی منحصر به‌فرد روش ما این است که هیچ یک از فرایندهای سلولی را تغییر نمی‌دهد». بر خلاف روش‌های دیگر در این روش هیچ فشار یا تغییری در رفتار سلول ایجاد نمی‌شود، زیرا برای اندازه‌گیری دما نیاز به وارد کردن هیچ مولکول یا شی‌ء نانومقیاس خارجی به درون سلول نیست.

یکی از نتایج نویدبخش ارائه این روش درک بهتر برخی از فرایندهای سلولی همانند متاستاز است. سباستین تامسون یکی دیگر از محققان ICFO می‌گوید: «علاوه بر این، از اطلاعات به‌دست آمده درباره دمای درون سلول می‌توان در تشخیص سریع و غیرمخرب سلول‌های سالم از سرطانی بهره برد».

اطلاعات حاصل از دما

از دمای درون سلول‌ها می‌توان چگونگی استفاده انرژی توسط بدن برای انتشار کنترل‌نشده سلول‌های سرطانی را دریافت. در این مطالعه بین‌رشته‌ای، از اندازه‌گیری‌های فیزیکی انتقال انرژی برای مطالعه فرایندهایی همچون بیان ژن، متابولیسم و تقسیم سلولی استفاده می‌شود.

این روش به‌نام آنیزوتروپی قطبش فلورسانس یا FPA نامیده می‌شود، چرا که در آن امکان اندازه‌گیری اختلاف قطبش میان نور فلورسانس دریافت شده توسط مولکول‌ها و نور فلورسانس نشری توسط آنها وجود دارد. کوئیدانت توضیح می‌دهد: «این اختلاف قطبش (آنیزوتروپی) به‌طور مستقیم به چرخش مولکول‌های GFP و در نتیجه به دما مرتبط است».

در زمینه زیست‌شناسی مولکولی روش‌های مختلفی برای اندازه‌گیری دمای درون سلول پیشنهاد شده است. امکان بررسی فعالیت‌های درون سلول می‌تواند پایه‌ای برای توسعه حوزه زیست‌شناسی دمایی در سطح سلولی باشد که تاکنون مطالعه زیادی روی آن صورت نگرفته است.

بنابر گفته این محققان، گام بعدی آنها بهبود حساسیت و تفکیک‌پذیری این روش جدید است. این پژوهشگران برای رسیدن به این هدف باید ویژگی‌های پروتئین‌های فلورسانس را به‌دقت تنظیم کرده و روش شناسایی دماسنج خود را بهینه‌سازی کنند.

جزئیات این تحقیق در مجله Nano Letters منتشر شده است.



دسته بندی : آشنایی با تجهیزات پزشکی , تازه های مهندسی پزشکی , تجهیزات پزشکی
ارسال دیدگاه

حمایت
logo-samandehi