الليزر المصنوع من الخلايا البشرية

الليزر الحي: هذه الخلية الحية ، التي تصنع كمية كبيرة من البروتين الفلوري الأخضر ، هي جوهر تصميم الليزر الجديد.
الائتمان: Malte Gather.

ابتكر باحثون في كلية الطب بجامعة هارفارد ومستشفى ماساتشوستس العام في بوسطن ليزرًا يعتمد على الخلايا الحية. لقد تم تحفيزهم للتغلب على أحد القيود الأساسية على التصوير البيولوجي: من الصعب جدًا إدخال الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء داخل وخارج الجسم.

تحتوي الليزر الحي على أجزاء أساسية قليلة مأخوذة من نفس القائمة مثل أي ليزر. أولاً ، قام الباحثون بتعديل خلايا الكبد البشرية وراثيًا بحيث تنتج كميات كبيرة من البروتينات الفلورية الخضراء المنتشرة في جميع أنحاء الخلية. تعمل الخلية التي تحمل هذه البروتينات كوسيط كسب - جزء الليزر الذي يضخم طاقة الضوء. '

مثل أي ليزر ، يحتاج الليزر الخلوي إلى مصدر طاقة لضخه وزيادة قوة الضوء الذي يمكن أن ينبعث منه. قام الباحثون بضخ أشعة الليزر الحية عن طريق نبض الخلايا بالضوء من خلال مجهر. عندما يرتد الضوء داخل الخلية ويعاد انبعاثه بواسطة البروتينات الفلورية ، يتم تضخيمه وزيادة قوته قبل انبعاثه في حزمة متماسكة. للحفاظ على ارتداد الضوء لأطول فترة ممكنة ، للحصول على أكبر قدر ممكن من الطاقة ، وضعت مجموعة بوسطن هذه الخلايا داخل تجويف ضوئي متوافق حيويًا - وهو في الأساس ثقب صغير للغاية ، شديد الانعكاس ، على شكل خلية.



في ورقة في الضوئيات الطبيعة ، يقترح باحثو بوسطن أن الليزر الحي من شأنه أن يساعد في الحصول على معلومات مشفرة بالضوء داخل وخارج الجسم. تختلف هذه الليزرات الحية اختلافًا جوهريًا عن الخلايا التي تصنع ببساطة البروتينات الفلورية: بحكم التعريف ، يُصدر الليزر شعاعًا قويًا ومتماسكًا من الضوء. يعتبر ضوء الليزر رائعًا لنقل المعلومات عبر المسافات ، سواء كان ذلك من بلد إلى آخر في الألياف الضوئية التي تشكل العمود الفقري للإنترنت.

يمكن أن تقدم ملصقات التصوير البصري تقريرًا عن الأعمال الجزيئية للأنسجة والخلايا في الجسم. علامات البروتين الفلوريسنت التي تنبعث منها الضوء المرئي أو الأشعة تحت الحمراء هي الآن أدوات شائعة لدراسة بيولوجيا الخلية في أنابيب الاختبار. لكن الحصول على مثل هذا الضوء داخل وخارج الجسم أمر صعب لأن الضوء ينتشر أثناء مروره عبر الأنسجة البيولوجية. الليزر الحي ، إذا تم تحويله إلى أنظمة عملية ، لديه القدرة على تغيير ذلك. يمكن للمرء أن يتخيل وجود غرسة طبية هجينة حية وغير حية تحت الجلد من شأنها أن تبث تيارًا من المعلومات حول المؤشرات الحيوية في الدم ، على سبيل المثال.

التحدي الرئيسي مع أي نوع جديد من الليزر هو معرفة كيفية ضخه بطريقة عملية. يعد استخدام المجهر لضخ أشعة الليزر الحية طريقة جيدة لإثبات فعاليتها ولكنها ليست عملية للتطبيقات. يمكن ضخ الليزر إما بالكهرباء أو بالضوء ، ولكن كيف يتم ذلك داخل الجسم؟

ربما يمكن أن يتوافق هذا العمل مع المشاريع الأخرى الموجهة لتطوير الإلكترونيات القابلة للزرع. طورت مجموعات أخرى بالفعل مصادر ضوء قابلة للزرع وثنائيات كهربائية قد تضخ ليزرًا حيًا. قامت مجموعة في جامعة إلينوي وجامعة تافتس ، على سبيل المثال ، بصنع مصابيح LED وترانزستورات وأقطاب كهربائية وإلكترونيات أخرى متوافقة حيوياً وعالية الجودة ، وأظهرت أنها تعمل عند زرعها في الحيوانات الحية.

يخفي

التقنيات الفعلية

فئة

غير مصنف

تكنولوجيا

التكنولوجيا الحيوية

سياسة التكنولوجيا

تغير المناخ

البشر والتكنولوجيا

وادي السيليكون

الحوسبة

مجلة Mit News

الذكاء الاصطناعي

الفراغ

المدن الذكية

بلوكشين

قصة مميزة

الملف الشخصي للخريجين

اتصال الخريجين

ميزة أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا

1865

وجهة نظري

77 Mass Ave

قابل المؤلف

ملامح في الكرم

شوهد في الحرم الجامعي

خطابات الخريجين

أخبار

انتخابات 2020

فهرس With

تحت القبه

خرطوم الحريق

مؤشر With

قصص لانهائية

مشروع تكنولوجيا الوباء

من الرئيس

غلاف القصه

معرض الصور

موصى به