میكروسكوپ مغناطیسی هسته‌ای

شاید فكر كنید مشاهده یاخته زنده در حین انجام واكنش‌های بیوشیمیایی از محالات است؟ ولی آخرین تحقیقاتی كه در امریكا در زمینه ایجاد تصویر از طریق تشدید مغناطیسی هسته‌ای (NMR) انجام شده است نشان می‌دهد كه چنین چیزی محال
سه‌شنبه، 23 شهريور 1395
تخمین زمان مطالعه:
پدیدآورنده: علی اکبر مظاهری
موارد بیشتر برای شما
میكروسكوپ مغناطیسی هسته‌ای
  میكروسكوپ مغناطیسی هسته‌ای

 

مترجم: احمد رازیانی
منبع:راسخون



 

شاید فكر كنید مشاهده یاخته زنده در حین انجام واكنش‌های بیوشیمیایی از محالات است؟ ولی آخرین تحقیقاتی كه در امریكا در زمینه ایجاد تصویر از طریق تشدید مغناطیسی هسته‌ای (NMR) انجام شده است نشان می‌دهد كه چنین چیزی محال نیست. تیمی از محققان دانشگاه جانزهاپكینز در بالتیمور، مریلند و از شركت بروكرمدیكال اینستر و منش ماساچوست بر آن شده‌اند كه مهمترین ابزار تحلیلی شیمی، یعنی طیف سنج NMR، را به میكروسكوپ تبدیل كنند.
تشدید مغناطیسی هسته‌ای، NMR، از همان سال‌های 1950 انقلابی در شیمی آغاز كرد. با این روش می‌توان اتم‌هایی را آشكار كرد كه هسته‌هایشان دارای اسپین یا اندازه حركت زاویه‌ای ذاتی باشند. این هسته‌ها در یك میدان مغناطیسی خارجی مانند آهنرباهای كوچك رفتار می‌كنند، بدین معنی كه یا در جهت میدان قرار می‌گیرند یا در خلاف جهت آن. یك تپ انرژی در بسامدهای رادیویی می‌تواند این هسته‌ها را از یك حالت به حالت دیگر ببرد. سپس هسته‌های برانگیخته انرژی اضافی خود را به صورت امواج رادیویی – كه قابل مشاهده‌اند – تابش می‌كنند و به وضعیت اولیه خود بر می‌گردند.
نكته مهم برای شیمیدان‌ها این است كه بسامدی كه در آن انرژی اشعه جذب یا گسیل می‌شود، اولاً به عنصر مورد استفاده بستگی دارد و ثانیاً تابع پیكر بندی دقیق شیمیایی هسته تشدید كننده است.
از میان تمام هسته‌های اسپین‌دار، هیدروژن بزرگترین اثر مغناطیسی را از خود بروز می‌دهد، و بنابراین آشكارسازی آن راحت‌تر است. از طرفی عملاً تمام مولكول‌های آلی هیدروژن دارند؛ پس طبیعی است شیمی آلی نخستین شاخه‌ای از علم باشد كه در آن از این روش استفاده شود. بدین طریق طیف نمایی NMR ابزار قدرتمندی شد كه به كمك آن شیمیدانان به تحقق در ساختمان مولكولی پرداختند.
در ضمن، تشدید مغناطیسی هسته‌ای روشی برای مشاهده بافت‌های زنده نیز شد. بخش بزرگی از ماده زنده را آب تشكیل می‌دهد و آب هم هیدروژن دارد؛ بنابراین به كمك سیگنال‌های NMR هیدروژن می‌توان نقشه توزیع آب در بافت‌های زنده را به دست آورد. امروزه ایجاد تصویر NMR سراسری بدن ابزار كلینیكی جا افتاده‌ای است. روبش (اسكن كردن) سراسری بدن، به میدان‌های مغناطیسی در حدود 5ر1 تسلا محدود می‌شود، زیرا ایجاد میدان‌های مغناطیسی نسبتاً قوی در یك حجم بزرگ مشكل است. اما استفاده از میدان‌های مغناطیسی قوی‌تر شدت سیگنال NMR را بیشتر می‌كند و در نتیجه حساسیت این روش را افزایش می‌دهد. جیمز آگوایو از جانز هاپكینز و همكارانش، با توجه به این مطلب توانسته‌اند به كمك یك طیف سنج اصلاح شده 5ر9 تسلایی، اولین تصویر NMR را از یك تك یاخته زنده تشكیل بدهند.
این محققان آزمایش خود را روی یاخته تخم نوعی قورباغه آفریقایی انجام دادند. تصویرهای حاصل به وضوح هسته را متمایز از سیتوپلاسم یاخته نشان می‌دهد. خود سیتوپلاسم نیز به دو ناحیه كه متناظر با دو قطب سلول تخم‌اند، تفكیك شده است. تفاوت‌های موجود در شدت تصویر تا حدودی معلول نحوه اتصال آب در داخل سلول است؛ این اتصال در سیتوپلاسم كاملاً محكم و در هسته خیلی سست‌تر است.
جالب توجه تر از همه اینكه این محققان تصور می‌كنند كه از این راه می‌توان درباره بیوشیمی یاخته هم اطلاعاتی به دست آورد. هنگامی كه یاخته‌ها در دستگاه سازنده تصویر قرار داشتند آن‌ها متوجه تصویری ثانوی شدند كه به كندی محو می‌شد. به نظر آن‌ها این تصویر دوم می‌تواند مربوط به لیپیدهای داخل سیتوپلاسم باشد كه یاخته در حین مشاهده مشغول سوخت و سازشان بوده است.

 



ارسال نظر
با تشکر، نظر شما پس از بررسی و تایید در سایت قرار خواهد گرفت.
متاسفانه در برقراری ارتباط خطایی رخ داده. لطفاً دوباره تلاش کنید.
موارد بیشتر برای شما
لحظاتی از دیدار آقای نیکول پاشینیان نخست وزیر ارمنستان با رهبر انقلاب
play_arrow
لحظاتی از دیدار آقای نیکول پاشینیان نخست وزیر ارمنستان با رهبر انقلاب
رهبر انقلاب:وعده الهی برای محو رژیم صهیونیستی محقق خواهد شد
play_arrow
رهبر انقلاب:وعده الهی برای محو رژیم صهیونیستی محقق خواهد شد
رئیس دفتر سیاسی حماس: تسلیت و تعزیت خود را خدمت حضرتعالی و ملت برادر و مسئولان ایران اعلام می‌کنم
play_arrow
رئیس دفتر سیاسی حماس: تسلیت و تعزیت خود را خدمت حضرتعالی و ملت برادر و مسئولان ایران اعلام می‌کنم
رهبر انقلاب: ما شخصیت برجسته‌ای را از دست دادیم
play_arrow
رهبر انقلاب: ما شخصیت برجسته‌ای را از دست دادیم
لحظاتی از در دیدار شیاع السودانی با حضرت آیت‌الله خامنه‌ای
play_arrow
لحظاتی از در دیدار شیاع السودانی با حضرت آیت‌الله خامنه‌ای
دلجویی رهبر انقلاب از فرزندان شهدای خدمت
play_arrow
دلجویی رهبر انقلاب از فرزندان شهدای خدمت
خاطره پویانفر از آخرین دیدارش با رئیس جمهور
play_arrow
خاطره پویانفر از آخرین دیدارش با رئیس جمهور
برادر شهید رئیسی: خودش را وقف مردم کرده بود
play_arrow
برادر شهید رئیسی: خودش را وقف مردم کرده بود
حضور آقای بازیگر در مراسم تشییع شهدا
play_arrow
حضور آقای بازیگر در مراسم تشییع شهدا
دلداری سردار قاآنی به خانواده شهدا
play_arrow
دلداری سردار قاآنی به خانواده شهدا
ورود نخست‌وزیر عراق به ایران
play_arrow
ورود نخست‌وزیر عراق به ایران
تصایری از اقامه نماز بر پیکر شهدا در خیابان قدس
play_arrow
تصایری از اقامه نماز بر پیکر شهدا در خیابان قدس
وداع عزاداران در دانشگاه تهران با پیکر شهدای خدمت
play_arrow
وداع عزاداران در دانشگاه تهران با پیکر شهدای خدمت
بغض آیت‌الله علم‌الهدی هنگام سخن گفتن از شهید رئیسی
play_arrow
بغض آیت‌الله علم‌الهدی هنگام سخن گفتن از شهید رئیسی
اقامه نماز رهبر انقلاب بر پیکر شهیدان خدمت
play_arrow
اقامه نماز رهبر انقلاب بر پیکر شهیدان خدمت