ابزار نانویی مشاهده ترشح پروتئین در زمان واقعی را امکان پذیر کرد - بانیما

ترشحات سلولی مانند پروتئین ها، آنتی بادی ها و انتقال دهنده های عصبی نقش اساسی در پاسخ ایمنی، متابولیسم و ارتباط بین سلول ها دارند. درک ترشحات سلولی برای توسعه درمان های بیماری مهم است، اما روش های فعلی فقط قادر به گزارش میزان ترشحات هستند، بدون هیچ گونه جزئیات در خصوص زمان و محلی که در آن فراوری می شوند.

به تازگی محققان آزمایشگاه سیستم های بیونانوفوتونیک (BIOS) در دانشگاه ژنو یک رویکرد نو تصویربرداری نوری ایجاد نموده اند که نمای چهار بعدی از ترشحات سلولی را ارائه می دهد. با قرار دادن سلول های جداگانه در چاه های میکروسکوپی در یک تراشه با روکش طلای نانوساختار و سپس القاء پدیده ای به نام رزونانس پلاسمونی بر روی سطح تراشه، آن ها قادر به ترسیم ترشحات در هنگام فراوری، ضمن مشاهده شکل و حرکت سلول هستند.

از آنجا که این روش دیدگاه بی سابقه و دقیقی از نحوه عملکرد و برقراری ارتباط سلول ها را ارائه می دهد، دانشمندان معتقداند که روش آن ها، که اخیراً در مجله Nature منتشر شده است، پتانسیل فوق العاده ای برای توسعه دارویی و بعلاوه تحقیقات اساسی دارد.

هاتیس آلتوک از محققان این پروژه می گوید: جنبه اصلی کار ما این است که به ما این امکان را می دهد تا سلول ها را به صورت جداگانه با قدرت بالا غربال کنیم. مقدار گیری های جمعی از پاسخ میانه بسیاری از سلول ها، ناهمگونی آن ها را منعکس نمی نماید در حالی که در زیست شناسی، همه چیز ناهمگن است، از پاسخ های ایمنی تا پاسخ به سلول های سرطانی، به همین علت درمان سرطان بسیار سخت است.

در قلب روش دانشمندان یک تراشه نانوپلاسمونی 1 سانتی مترمکعبی است که از میلیون ها سوراخ ریز و صدها اتاق برای سلول های جداگانه تشکیل شده است. این تراشه از یک بستر طلای نانوساختار شده پوشیده از مش پلیمری نازک ساخته شده است. هر محفظه پر از محیط سلولی است تا سلول ها را در طول تصویربرداری زنده و سالم نگه دارند.

قسمت نانوپلاسمونیک مورد تابش قرار می گیرد که باعث نوسان الکترون های طلا می گردد. نانوساختار به گونه ای طراحی شده اند که فقط طول موج خاصی می تواند به آن نفوذ کند. هنگامی که چیزی - مانند ترشح پروتئین - بر روی سطح تراشه می گردد، طیف تغییر می نماید. یک حسگر تصویر CMOS (نیمه هادی اکسید فلز مکمل) و یک LED این تغییر را به تغییرات شدت در پیکسل های CMOS ترجمه می نماید.