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.

 

تبلیغات در راسخون
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
واکنش هادی عامل به موضوع حسن یزدانی: تمام شد رفت
play_arrow
واکنش هادی عامل به موضوع حسن یزدانی: تمام شد رفت
از رهبر معظم انقلاب به علیرضا بخشی
play_arrow
از رهبر معظم انقلاب به علیرضا بخشی
استقبال سلطنت‌طلبان از پهلوی با تاج خامه‌ای
play_arrow
استقبال سلطنت‌طلبان از پهلوی با تاج خامه‌ای
احمد جوان: با صلاح دید کادر فنی تصمیم می‌گیرم در چه وزنی کشتی بگیرم
play_arrow
احمد جوان: با صلاح دید کادر فنی تصمیم می‌گیرم در چه وزنی کشتی بگیرم
شکوه ملکوتی حدیث کساء؛ سفری از آسمان تا زمین با حضرت زهرا (س)
شکوه ملکوتی حدیث کساء؛ سفری از آسمان تا زمین با حضرت زهرا (س)
واکنش زارع به حرکتی که صدای آمریکایی‌ها را درآورد
play_arrow
واکنش زارع به حرکتی که صدای آمریکایی‌ها را درآورد
هدیه طلایی یک زوج هوادار به کشتی‌گیران
play_arrow
هدیه طلایی یک زوج هوادار به کشتی‌گیران
روایت جذاب لگویی از جلسه فرماندهان نظامی با رهبر انقلاب
play_arrow
روایت جذاب لگویی از جلسه فرماندهان نظامی با رهبر انقلاب
بقایی: گروسی بدهی‌های زیادی به ایران دارد و باید بدهی‌های قبلی خود را تسویه کند
play_arrow
بقایی: گروسی بدهی‌های زیادی به ایران دارد و باید بدهی‌های قبلی خود را تسویه کند
‏تعجب توریست‌های خارجی از مهمان‌نوازی ایرانی‌ها + فیلم
play_arrow
‏تعجب توریست‌های خارجی از مهمان‌نوازی ایرانی‌ها + فیلم
نتانیاهو نخست‌وزیر موقت خواهد بود + فیلم
play_arrow
نتانیاهو نخست‌وزیر موقت خواهد بود + فیلم
ویدیو دیده نشده از حضور رهبر معظم انقلاب اسلامی در دفتر حماس + فیلم
play_arrow
ویدیو دیده نشده از حضور رهبر معظم انقلاب اسلامی در دفتر حماس + فیلم
ترامپ: یک تأسیسات پدافند هوایی ایران را بمباران کردیم + فیلم
play_arrow
ترامپ: یک تأسیسات پدافند هوایی ایران را بمباران کردیم + فیلم
هیلاری کلینتون: پیروزی دموکرات‌ها در هر دو مجلس، ترامپ را از کنترل خارج می‌کند + فیلم
play_arrow
هیلاری کلینتون: پیروزی دموکرات‌ها در هر دو مجلس، ترامپ را از کنترل خارج می‌کند + فیلم
لحظه جان باختن مهاجم ۳۰ ساله تنریف پس از ایست قلبی در جریان برخورد با دروازه‌بان آندورا + فیلم
play_arrow
لحظه جان باختن مهاجم ۳۰ ساله تنریف پس از ایست قلبی در جریان برخورد با دروازه‌بان آندورا + فیلم