براساس گزارش نيچر فوتونيك، احساس كردن اجزاي سيستم‌هاي بيولوژيكي مي‌تواند امكان نظارت بر تك تك سلول‌ها را فراهم آورده و كوچكترين تغيير در سلول‌هاي نرمال را تشخيص دهد.
پيشرفت در فناوري‌هاي ميكروسكوپي به انسان امكان داده تا به درون ريزترين اجزاي جهان فيزيكي نفوذ كند اما براي درك حقيقي آنچه در درون بدن رخ مي‌دهد، بايد به چيزي دقيق‌تر متوسل شد و در عين حال بايد آنچه رخ مي‌دهد را احساس كرد.
متاسفانه به دليل شيوه عملكرد ميكروسكوپ‌هاي نيروي اتمي نمي‌توان آنها را به اندازه‌اي كوچك كرد كه با سيستم‌هاي زيستي سازگار شوند. محاسبه نيروهاي زيستي درون يك مويرگ بسيار كوچك به رويكردي جديد نياز دارد. از اين رو محققان دانشگاه كاليفرنيا سن‌ديه‌گو فيبرهاي نوري ايجاد كرده‌اند كه از جنس اكسيد قلع بوده و 100 برابر باريك‌تر از موي انسان است.
براي ايجاد توان حس‌كردن در اين فيبرهاي نوري، اكسيد قلع با لايه‌اي بسيار باريك از پليمر پوشانده شد و در نهايت ذرات طلا روي اين لايه پليمري را پوشاندند.
استفاده از اين فيبرها بسيار ساده‌است، تنها كافي است آن را درون محلولي قرار داد كه سلول‌هاي زنده درون آن حضور دارند. پرتو نوري درون فيبرهاي نوري با ذرات طلا تعامل برقرار مي‌كند، نيروهاي زيستي و صدا با نانوذرات طلا برخورد كرده و آنها را به سمت لايه پليمري مي‌رانند.
هرچه ميزان رانده شدن ذره طلا روي لايه پليمري بيشتر باشد، تعامل آن با نور افزايش پيدا مي‌كند و در نتيجه شدت نور رديابي شدن نيز افزايش مي‌يابد. با استفاده از اين رويكرد مهندسان توانستند نيروهاي بسيار كوچكي كه توسط ضربان سلول‌هاي قلبي يا حركت باكتري‌ها ايجاد مي‌شوند را رديابي كنند.
محققان دريافتند اين سيستم جديد 10 برابر دقيق‌تر از ميكروسكوپ‌هاي نيروي اتمي هستند و مي‌توانند نيروهايي كوچكتر از 160فمتونيوتون و اصواتي ضعيف‌تر از 30 دسيبل را رديابي كنند،اين يعني هزار بار كمتر از آنچه انسان توان شنيدن آن را دارد.
با تغيير نوع پليمر مي‌توان طيفي متنوع از نيروها و اصوات زيستي را رديابي و محاسبه كرد. براي محاسبه نيروهاي قوي‌تر بايد از پليمرهاي سخت‌تر و براي محاسبه نيروهاي كوچكتر بايد از موادي نرم‌تر استفاده كرد. قرار است در آينده از اين نانوفيبرهاي نوري براي محاسبه فعاليت زيستي و رفتارهاي مكانيكي تك‌سلول‌ها استفاده شود.
نظر شما