जबकि कोशिकाओं की नैनोस्केल संरचनात्मक इमेजिंग अब संभव है, इन डोमेन की रासायनिक संरचना की प्रत्यक्ष रिकॉर्डिंग का अभाव है। मानव कोशिका के जटिल विवरण और रासायनिक संरचना को अद्वितीय स्पष्टता और सटीकता के साथ "देखने" के लिए बेकमैन इंस्टीट्यूट फॉर एडवांस्ड साइंस एंड टेक्नोलॉजी के वैज्ञानिकों द्वारा एक नई तकनीक बनाई गई थी। उनकी पद्धति एक अनूठे और सहज तरीके से सिग्नल की पहचान करने का तरीका अपनाती है।
रोहित भार्गव, बायोइंजीनियरिंग के प्रोफेसर इलिनोइस विश्वविद्यालय Urbana-Champaign अध्ययन का नेतृत्व करने वाले ने कहा, “अब, हम कोशिकाओं के अंदर बहुत बेहतर रिज़ॉल्यूशन में और महत्वपूर्ण रासायनिक विवरण के साथ पहले से कहीं अधिक आसानी से देख सकते हैं। यह कार्य कई संभावनाओं को खोलता है, जिसमें मानव विकास और बीमारी को नियंत्रित करने वाले संयुक्त रासायनिक और भौतिक पहलुओं की जांच करने का एक नया तरीका भी शामिल है।
यह नया कार्य रासायनिक इमेजिंग में अंतिम प्रगति से प्रेरित है।
किसी सेल को IR प्रकाश के संपर्क में लाने से उसका तापमान बढ़ जाता है और ऐसा होता है कोशिका विस्तार. हम यह देखने के लिए पूडल की तुलना पार्क बेंच से कर सकते हैं कि कोई भी दो वस्तुएँ अवरक्त तरंग दैर्ध्य को एक ही तरह से अवशोषित नहीं करती हैं। रात्रि दृष्टि चश्में यह भी दिखाते हैं कि गर्म वस्तुएं ठंडी वस्तुओं की तुलना में अधिक मजबूत आईआर हस्ताक्षर उत्पन्न करती हैं। यही सच है एक सेल के अंदर, जहां कई प्रकार के अणु एक विशेष रासायनिक हस्ताक्षर छोड़ते हैं और एक अलग तरंग दैर्ध्य पर आईआर प्रकाश को अवशोषित करते हैं। वैज्ञानिक अवशोषण पैटर्न का स्पेक्ट्रोस्कोपी विश्लेषण करके प्रत्येक के स्थान की पहचान कर सकते हैं।
रंग स्पेक्ट्रम के रूप में अवशोषण पैटर्न का विश्लेषण करने के बजाय, वैज्ञानिकों ने सिग्नल डिटेक्टर के साथ आईआर तरंगों की व्याख्या की: एक छोर पर माइक्रोस्कोप से बंधी एक मिनट की किरण, एक बारीक टिप के साथ जो एक रिकॉर्ड प्लेयर की नैनोस्केल सुई की तरह सेल की सतह को खुरचती है।
सेल विस्तार के बाद, सिग्नल डिटेक्टर की गति अधिक अतिरंजित हो जाती है और "शोर" उत्पन्न करती है: तथाकथित स्थैतिक जो सटीक रासायनिक माप में बाधा डालती है।
भार्गव ने कहा, "यह एक सहज दृष्टिकोण है क्योंकि हम बड़े संकेतों को बेहतर मानने के लिए तैयार हैं। हमारा मानना है कि आईआर सिग्नल जितना मजबूत होगा, सेल का तापमान उतना ही अधिक होगा, यह उतना ही अधिक विस्तारित होगा और इसे देखना उतना ही आसान होगा।
प्रोफेसर भार्गव की प्रयोगशाला में पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता और अध्ययन के प्रमुख लेखक सेठ केनकेल ने कहा, "यह एक स्थिर रेडियो स्टेशन पर डायल को चालू करने जैसा है - संगीत तेज़ हो जाता है, लेकिन स्थिर भी।"
"दूसरे शब्दों में, आईआर सिग्नल कितना भी शक्तिशाली क्यों न हो जाए, रासायनिक इमेजिंग की गुणवत्ता आगे नहीं बढ़ सकती।"
"हमें सिग्नल के साथ शोर को बढ़ने से रोकने के लिए एक समाधान की आवश्यकता थी।"
अपनी ऊर्जा को सबसे मजबूत संभव आईआर सिग्नल पर केंद्रित करने के बजाय, वैज्ञानिकों ने सबसे छोटे सिग्नल के साथ प्रयोग करना शुरू कर दिया, जिसे वे प्रबंधित कर सकते थे, यह सुनिश्चित करते हुए कि वे ताकत बढ़ाने से पहले अपने समाधान को प्रभावी ढंग से लागू कर सकते हैं।
केनकेल कहा, "हालांकि" प्रति-सहज ज्ञान से रहित, "छोटी शुरुआत ने हमें एक दशक के स्पेक्ट्रोस्कोपी अनुसंधान का सम्मान करने और क्षेत्र के भविष्य के लिए महत्वपूर्ण आधार तैयार करने की अनुमति दी।"
यह दृष्टिकोण नैनोस्केल पर कोशिकाओं की उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाली रासायनिक और संरचनात्मक इमेजिंग की अनुमति देता है - एक स्केल जो कि एक स्ट्रैंड से 100,000 गुना छोटा होता है। बाल. सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि यह तकनीक माइक्रोस्कोप के तहत उनकी दृश्यता बढ़ाने के लिए फ्लोरोसेंट लेबलिंग या रंगाई अणुओं से मुक्त है।
जर्नल संदर्भ:
- सेठ केनकेल, मार्क ग्रीका, और अन्य। नल-विक्षेपण अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपिक माप द्वारा सेलुलर अल्ट्रास्ट्रक्चर की रासायनिक इमेजिंग। PNAS। DOI: 10.1073 / pnas.2210516119
