Znajdź zawartość

Na Harvard University opracowano nieinwazyjną technikę obrazowania na poziomie molekularnym. Działa ona na tyle szybko, że możliwe jest obserwowanie czerwonych krwinek poruszających się w naczyniach włosowatych myszy. Sunney Xie, profesor biochemii mówi, że nowa technika mogłaby stać się bezbolesną alternatywą dla biopsji. Aby zidentyfikować guza musimy wyciąć tkankę, pociąć ją na plasterki, zastosować barwnik i przyjrzeć się jej pod mikroskopem - cały ten proces zajmuje 15-20 minut. Tutaj nie potrzebujemy biopsji, możemy uzyskać niemal identyczny obraz bez konieczności cięcia tkanki - stwierdził uczony. Obecnie podobne obrazowanie jest możliwe za pomocą rezonansu magnetycznego (MRI) i tomografii pozytronowej (PET). Obie techniki wymagają jednak podania pacjentowi, odpowiednio, kontrastu albo materiału radioaktywnego. Jednak substancje te zakłócają normalne procesy zachodzące w komórkach. W technice opracowanej przez Xie można obejść się bez kontrastu. Uczony wykorzystał spektroskopię Ramana, a więc fakt, iż wiązania molekularne wibrują przy specyficznych częstotliwościach światła. Xie wykorzystał dwa lasery o różnych częstotliwościach oraz detektor wyłapujący odpowiedź molekuł na pobudzenie laserami i przekładający ich drgania na obraz. Jednak w spektroskopii Ramana sygnał jest bardzo słaby, szczególnie w żywych tkankach, składających się z wielu różnych molekuł. Aby go wzmocnić użyto dwóch laserów w miejsce jednego, czyli stymulowaną spektroskopię Ramana. Dzięki znajomości częstotliwości wibracji konkretnych białek w czerwonych ciałkach krwi zespół naukowców mógł ustawić jeden laser na wyższą, a drugi na niższą częstotliwość tak, że różnica pomiędzy nimi była równa częstotliwości wibracji białek. Za pomocą systemu luster oba promienie skierowano przez nieciwlki otwór na ciało badanej myszy. Kombinacja taka wywołała zsynchronizowane wibracje we wszystkich wybranych proteinach na badanym obszarze. Xie porównuje to do grupy wahadeł. Wyobraźmy sobie, że mamy wiele wahadeł, z których każde porusza się z tą samą częstotliwością, ale faza każdego z nich jest przypadkowa. Z takim zjawiskiem mamy do czynienia w standardowej spektroskopii Ramana. Ale tutaj zmusiliśmy wszystkie wahadła, by wychylały się w lewo i w prawo w tym samym momencie, a więc uzyskaliśmy silniejszy sygnał. Uzyskany w ten sposób sygnał jest tysiące razy silniejszy niż w standardowej spektroskopii Ramana i pozwala na zajrzenie na 100 mikrometrów w głąb tkanki. To otwiera nowe możliwości badania zmian chemicznych i śledzenia transportu leków. Technika ta jest znacznie bardziej czuła i ma lepszą rozdzielczość, jednak wciąż jest ograniczona przez niewielką głębokość, na którą można spenetrować tkankę - powiedział Shuming Nie, profesor inżynierii biomedycznej z Emory University. Pomimo tych ograniczeń technika taka będzie przydatna nie tylko do rozpoznawania nowotworów powstających na powierzchni skóry. Xiu i jego zespół rozpoczęli już wpółpracę z inżynierem Ericem Seibelem z University of Washington. Chcą wspólnie stworzyć endoskop zawierający dwa lasery, który pozwoli na zajrzenie w głąb ciała pacjentów.

Przemyt narkotyków to poważne wyzwanie dla służb celnych. Wśród najczęściej przemycanych narkotyków jest kokaina, a sposobów na jej ukrycie jest coraz więcej. Począwszy od szmuglowania torebek z kokainą we własnym żołądku, po technikę najnowszą: rozpuszczanie jej w płynach, zwykle w alkoholach. Wykrycie takiego przemytu wymaga otwarcia butelki, co jest nie tylko kłopotliwe i kosztowne przy dużych przesyłkach, ale także ostrzega przestępców, że są namierzani. Dwa zespoły badawcze, jeden z Wielkiej Brytanii, drugi ze Szwajcarii, opracowały niezależnie dwie metody wykrywania rozpuszczonej kokainy bez naruszania zamknięcia. Sposób pierwszy polega na wykorzystaniu monochromatycznego światła lasera i spektroskopii Ramana. Ta odmiana spektroskopii polega na pomiarze tzw. promieniowania rozproszenia Ramana, czyli nieelastycznego rozpraszania fotonów (fachowo mówiąc, w widmie Ramana pojawiają się tylko te drgania, w których zmienia się polaryzowalność nie posiadająca ekstremum w położeniu równowagi). Metoda druga polega na użyciu spektroskopii rezonansu magnetycznego i opiera się na technologii MRI stosowanej w szpitalnych skanerach. Pozwala ona na określenie składu biochemicznego badanej próbki, co w medycynie stosuje się np. do określana składu (i złośliwości) guza, zaś tutaj pozwala na wykrycie w dowolnym pojemniku zawartości kokainy (lub innych substancji) niezależnie od tego, w czym są rozpuszczone. Obie techniki pozwalają na wykrycie stężeń narkotyku dużo mniejszych, niż stosowane przez przemytników. Obie sprawdzają się niezależnie od rodzaju użytego alkoholu i niezależnie od koloru czy grubości szkła. Przenośny skaner spektroskopii Ramana został stworzony i przetestowany przez naukowców z University of Bradford oraz University of Leeds. Technologia spektroskopii MRI opracowana przez Swiss Federal Institute of Technology w Lozannie nie jest przenośna, ale pozwala analizować jednocześnie duże ładunki, bez konieczności badania osobno każdej butelki.