کیا کوانٹم فزکس کینسر کے ٹیومر کا پتہ لگانے میں مدد کر سکتی ہے؟

کینسر کے ٹیومر کا پتہ لگانے اور ٹریک کرنے کے لیے استعمال کی جانے والی موجودہ ٹیکنالوجی محدود ہے۔ یمآرآئ (مقناطیسی گونج امیجنگ) عام طور پر کینسر کی مختلف اقسام کی اسکریننگ کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، لیکن یہ ہمیشہ ہر چیز کو نہیں پکڑتا۔ کے مطابق ایک مضمون، چھاتی کے کینسر کی تقریباً 58% MRI تشریحات کم از کم ایک ممکنہ ٹیومر کو نظر انداز کر سکتی ہیں۔ اگرچہ تمام اسکین ٹیومر کی تلاش نہیں کر رہے ہیں، لیکن وہ جو اب بھی کافی مبہم اور غلط تشریح کا باعث بنتے ہیں جس سے مریض پریشان ہو سکتے ہیں۔ اس مسئلے کو حل کرنے کے لیے، ٹیکنیکل یونیورسٹی آف میونخ کے محققین (ٹم) ہائپر پولرائزیشن نامی ایک خاص کوانٹم عمل کا استعمال کرتے ہوئے ایم آر آئی امیجنگ کو بہتر بنانے کے لیے کام کر رہے ہیں۔

Hyperpolarization کیا ہے؟

کوانٹم پیمانے پر، بہت سے ایٹم اور مالیکیول مخصوص ہوتے ہیں۔ گھماؤ، یعنی ان کے مرکزے یا الیکٹران ایک مخصوص انداز میں حرکت کر سکتے ہیں۔ مقناطیسی میدان کا استعمال کرتے ہوئے، ایک ایم آر آئی مشین تصویر بنانے کے لیے ان مالیکیولز کے گھماؤ کو اٹھا سکتی ہے۔ سائنسدان اس کے ذریعے ان گھماؤ کی سمت کو کنٹرول کر سکتے ہیں۔ پولرائزیشن، جہاں مقناطیسی، یا بعض اوقات ایک برقی میدان ایٹموں کو ایک خاص طریقے سے گھمانے پر مجبور کرتا ہے۔ ہائپر پولرائزیشن میں، ایٹم ایک انتہائی سمت میں گھومتے ہیں، ایک عام مقدار سے کہیں زیادہ۔ اگر تمام گھماؤ ایک سمت میں منسلک ہیں، تو MRI زیادہ درستگی اور بہتر ریزولیوشن کی اجازت دیتے ہوئے ایک اور بھی مضبوط سگنل کے ساتھ ایٹموں کا پتہ لگا سکتا ہے۔

ٹیومر کا سراغ لگانا

اصل میں تمام گھماؤ کو سیدھ میں کرنے اور ایک مالیکیول حاصل کرنے کا عمل ہائپر پولرائزیشن مشکل ہو سکتا ہے. اس عمل کو آسان بنانے کے لیے، محققین نے ہائیڈروجن کی ایک خاص مقناطیسی حالت کا استعمال کیا، جسے پیرا ہائیڈروجن کہا جاتا ہے تاکہ MRI مشین کے لیے ایک مضبوط سگنل بنانے کی کوشش کی جا سکے۔ پروفیسر کے مطابق فرانز شلنگ ٹیکنیکل یونیورسٹی آف میونخ کا: "پیرا ہائیڈروجن ہائیڈروجن کی ایک خاص اسپن حالت ہے اور یہ ہائیڈروجن کی دوسری سپن حالت سے کم توانائی کی حالت میں ہے جو کہ آرتھو ہائیڈروجن ہے۔" اس کی خاص سپن حالت کی وجہ سے، پیراہائیڈروجن مائع نائٹروجن کا استعمال کرتے ہوئے بہت کم درجہ حرارت پر پیدا ہوتا ہے۔

تاہم، پیرا ہائیڈروجن کو اس کی کوانٹم ڈائنامکس کی وجہ سے ایم آر آئی مشین سے نہیں ماپا جا سکتا۔ یہ، اگرچہ، دوسرے مالیکیولز کے ہائپر پولرائزیشن کا سبب بن سکتا ہے، سنویدنشیلتا ایم آر آئی اسکین کا۔ پیرا ہائیڈروجن کا استعمال کرتے ہوئے، محققین پائروویٹ کو ہائپر پولرائز کرنے کے قابل تھے، ایک میٹابولک پروڈکٹ جو ٹیومر پیدا کرتی ہے۔ ایم آر آئی اسکین میں پائروویٹ کہاں تھا اس کا پتہ لگانے میں، محققین کینسر کے ٹیومر کے مقام کا اندازہ لگا سکتے ہیں۔ پیرا ہائیڈروجن اور محرک کو ریڈیو لہروں کے ساتھ ملا کر، محققین ایم آر آئی اسکین میں ایک مضبوط سگنل دیکھتے ہوئے، پائروویٹ کے کاربن ایٹم کو ہائپر پولرائز کرنے میں کامیاب رہے۔

کینسر کے ٹیومر کے لیے ایک تکنیک

جیسا کہ نتائج نے کینسر کے ٹیومر کی اسکریننگ کے لیے زیادہ موثر طریقہ تجویز کیا ہے، محققین کو امید ہے کہ یہ طریقہ مستقبل میں استعمال کیا جائے گا۔ "ایک کلینیکل پیرا ہائیڈروجن پولرائزر ممکنہ طور پر ایک محفوظ، مضبوط اور وسیع پیمانے پر قابل اطلاق تکنیک پیش کرتا ہے تاکہ نیوکلیئر اسپن کے سگنل کو میٹابولک امیجنگ کی اجازت دے سکے۔" ڈاکٹر شلنگ شامل کیا "میٹابولک امیجنگ کینسر میں تھراپی کے ابتدائی ردعمل کی تشخیص اور پہلے سے مہلک کینسر کے گھاووں کی جلد پتہ لگانے کا وعدہ کرتی ہے۔" ان نتائج کے ساتھ، محققین کی ایک ٹیم ہائپر پولرائزر کا ایک پروٹو ٹائپ بنانے کے لیے کام کر رہی ہے، جو زیادہ مؤثر اسکریننگ کے لیے راہ ہموار کرنے میں مدد کر رہی ہے، جس کے نتیجے میں مزید جانیں بچ سکتی ہیں۔

Kenna Hughes-Castleberry Inside Quantum Technology اور JILA (یونیورسٹی آف کولوراڈو بولڈر اور NIST کے درمیان شراکت) میں سائنس کمیونیکیٹر کی اسٹاف رائٹر ہے۔ اس کی تحریری دھڑکنوں میں گہری ٹیک، میٹاورس، اور کوانٹم ٹیکنالوجی شامل ہیں۔