בעוד שהדמיה מבנית ננומטרית של תאים אפשרית כעת, חסרה רישום ישיר של ההרכב הכימי של התחומים הללו. טכניקה חדשה נוצרה על ידי מדענים במכון בקמן למדע וטכנולוגיה מתקדמת כדי "לראות" את הפרטים המורכבים ואת ההרכב הכימי של תא אנושי בבהירות ובדיוק שאין שני להם. השיטה שלהם מגיעה לזיהוי האותות בצורה ייחודית ומנוגדת לאינטואיציה.
רוהיט בהרגבה, פרופסור לביו-הנדסה ב- אוניברסיטת אילינוי אורבנה-שמפיין מי שהוביל את המחקר, אמר, "כעת, אנו יכולים לראות תאים בתוך רזולוציה עדינה הרבה יותר ועם פרטים כימיים משמעותיים בקלות רבה יותר מאי פעם. עבודה זו פותחת אפשרויות רבות, כולל דרך חדשה לבחון את ההיבטים הכימיים והפיזיקליים המשולבים השולטים בהתפתחות ובמחלות של האדם".
עבודה חדשה זו היא בהשראת הצעדים האחרונים בהדמיה כימית.
חשיפת תא לאור IR מעלה את הטמפרטורה שלו ומובילה ל הרחבת תאים. אנו יכולים להשוות פודל לספסל בפארק כדי לראות שאין שני פריטים סופגים אורכי גל אינפרא אדום באותה צורה. משקפי ראיית לילה מראים גם שאובייקטים חמים יותר מייצרים חתימות IR חזקות יותר מאלה קרירים יותר. אותו דבר נכון בתוך תא, שבו מספר סוגים של מולקולות משחררות חתימה כימית מסוימת וסופגות אור IR באורך גל שונה. מדענים יכולים לזהות את מיקומו של כל אחד על ידי ניתוח ספקטרוסקופי של דפוסי הקליטה.
במקום לנתח את דפוסי הקליטה כספקטרום צבעים, מדענים פירשו את גלי ה-IR באמצעות גלאי אותות: קרן דקה המחוברת למיקרוסקופ בקצה אחד, עם קצה עדין שמגרד את פני התא כמו מחט ננומטרית של נגן תקליטים.
לאחר התרחבות התא, התנועה של גלאי האותות הופכת מוגזמת יותר ויוצרת "רעש": מה שנקרא סטטי המונע מדידות כימיות מדויקות.
בהרגבה אמר, "זו גישה אינטואיטיבית מכיוון שאנו מותנים לחשוב על אותות גדולים יותר כטובים יותר. אנו חושבים שככל שהאות ה-IR חזק יותר, ככל שהטמפרטורה של התא תהיה גבוהה יותר, כך הוא מתרחב יותר, וכך יהיה קל יותר לראות אותו."
סת' קנקל, חוקר פוסט-דוקטורט במעבדתו של פרופסור בהרגבה והמחבר הראשי של המחקר, אמר: "זה כמו להגביר את החוגה בתחנת רדיו סטטית - המוזיקה מתחזקת, אבל גם הסטטי".
"במילים אחרות, לא משנה כמה חזק הפך אות ה-IR, איכות ההדמיה הכימית לא יכלה להתקדם."
"היינו צריכים פתרון שיפסיק את הרעש מלהתגבר לצד האות."
במקום למקד את האנרגיות שלהם באות ה-IR החזק ביותר האפשרי, מדענים החלו להתנסות עם האות הקטן ביותר שהם יכולים לנהל, כדי להבטיח שהם יוכלו ליישם ביעילות את הפתרון שלהם לפני העלאת העוצמה.
קנקל אמר, "אף על פי שהוא "מנוגד לאינטואיציה", ההתחלה בקטן אפשרה לנו לכבד עשור של מחקר ספקטרוסקופיה ולהניח בסיס קריטי לעתיד התחום."
הגישה מאפשרת הדמיה כימית ומבנית ברזולוציה גבוהה של תאים בקנה מידה ננו - בקנה מידה קטן פי 100,000 מגדיל של שער. והכי חשוב, טכניקה זו נטולת תיוג ניאון או מולקולות צביעה כדי להגביר את הנראות שלהן במיקרוסקופ.
עיון ביומן:
