Atklājumi.lv

Spīdoši nanokristāli ļaus detalizētāk pētīt norises dzīvajās šūnās

Lorensa Bērklija Nacionālās laboratorijas (ASV) zinātnieki izveidojuši spožus, fotonoturīgus un bioloģiski draudzīgus nanokristālus, kurus iespējams izmantot individuālai šūnas iekšienē notiekošo procesu novērošanai. Jaunās kristālu zondes, teikts laboratorijas preses relīzē, ir ievērojams solis uz priekšu detalizētā proteīnu un citu komponentu izpētē tādās sarežģītās mikromēroga sistēmās, kā dzīvā šūna.

Līdzšīnējā praksē, lai iezīmētu kādu šūnas sastāvdaļu un izsekotu tās norisēm bioloģiskā vidē, nācas sastapties ar virkni grūtību: zonde var nekontrolēti ieslēgties un izslēgties, tās starojums konkurē ar pašas šūnas emitēto gaismu un dažreiz tās ierosmei nepieciešams tik intensīvs lāzera "šāviņš", ka zonde, to saņemot, iet bojā, pie viena padarot nederīgu visu paraugu.

"Ar mūsu izstrādātajām nanodaļiņām var pētīt vienu atsevišķu šūnu," stāsta viens no Bērklija laboratorijas Bioloģisko nanostruktūru iekārtas pētniekiem Brūss Koens. "Šīs zondes ļaus mums sekot proteīniem šūnā vai uz tās virsmas un novērot izmaiņas, kas mēs ievadīsim paraugā medikamentus vai citus bioloģiski aktīvus savienojumus."

Kristālu izveidē sadarbojās vairāku Bērklija laboratorijas struktūrvienību zinātnieki. Rezultātā tika iegūts retzemju elementus saturošs nanokristāls, kas absorbē zemas enerģijas infrasarkano gaismu, kuru atkal izstaro, bet nu jau optiski redzamajā spektra daļā. Izstarošana panākama uz kristālu iedarbojoties ar lāzeru, kas darbojas optiski redzamajam spektra rajonam tuvējā infrasarkanā spektra daļā. Turklāt bioloģiskie audi ir vieglāk caurlūkojami tieši ar infrasarkano gaismu, kas šos nanokristālus ļauj izmantot ar minimāliem parauga bojājumiem un gaismas izkliedi.

"Retzemju metāliem piemīt fosforescence, tie spīd līdzīgi kā veco modeļu TV ekrāni, kas brīdi pēc izslēgšanas izstaro zaļganu gaismu," skaidro Džims Šaks no laboratorijas Nanostruktūru Manipulācijas nodaļas. "Arī šiem nanokristāliem ir tā pati īpašība un tie ir miljons reižu efektīvāki nekā tradicionālās krāsas. Līdz šim nav reģistrēta neviena zonde, kas būtu ideāli piemērota vienas molekulas izpētei, bet mūsu rezultāti rāda, ka katrs atsevišķais nanokristāls ir stabils un tik spožs, ka jūs varat aiziet uz pusdienām, atgriezties atpakaļ un ieraudzīt, ka tā spīdēšanas intensitāte saglabājas nemainīga."

Lai izmēģinātu, kā zondes darbojas reālā bioloģiskā sistēmā, zinātnieki nanokristāliņus ievietoja peļu embrionālajos fibroblastos - saistaudus veidojošās šūnās. Kristāliņi labi ieauga šūnās un, veicot attēla atveidošanu ar to pašu tuvējā IS reģiona diapazona lāzeru, netika konstatēts nekāds fona signāls.

Šaks atzīmē, ka retzemju nanokristāli bija izveidoti jau iepriekš, taču tikai Bērklija laboratorijā tika atklāta to unikālā spēja darboties vienas šūnas līmenī, kas paver iespējas tos izmantot visdažādākajās, līdz šim nepieejamās aplikācijās.

Attēlā: Bērklija laboratorijas zinātnieki veic eksperimentu ar spīdošajām nanokristālu zondēm. Publicitātes foto.

Avots:

http://newscenter.lbl.gov

© Atklajumi.lv. Pārpublicēt atļauts tikai ievērojot ŠOS NOTEIKUMUS.