Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Obrazowanie w angstremach

Rekomendowane odpowiedzi

Fizycy z University of Melbourne opisali technikę, która pozwoliłaby na zbudowanie kwantowego skanera do nanorezonansu magnetycznego. Taki skaner wykorzystywałby magnetyczne właściwości atomowych kubitów i pozwalał na uzyskiwanie obrazów o rozdzielczości liczonej w angstremach (10-10 metra, 0,1 nanometra). Dzięki nowej technice mogłyby powstać mikroskopy do obrazowania pojedynczych molekuł, co pozwoliłoby lepiej zrozumieć różne schorzenia i łatwiej opracować leki.

Rozwój naukowy w ostatnich dekadach pozwolił nam na zrozumienie i leczenie wielu problemów medycznych w skali makro, takich jak zatory czy złamania. Jednak ludzkość dręczą przede wszystkim choroby w skali mikro, które rozpoczynają się od nieprawidłowości na poziomie molekularnym, gdy na przykład mamy do czynienia ze zdeformowaną proteiną w komórce. Nowotwory, cukrzyca, infekcje wirusowe i inne choroby mają ze sobą wiele wspólnego, jednak obecnie nie jesteśmy w stanie zajrzeć do wnętrza ludzkiego ciała i obserwować odpowiednio małe struktury - mówi Viktor Perunicic. Opracowaliśmy założenia techniczne dla technologii, która może pozwolić na bezpośrednie trójwymiarowe obrazowanie struktury atomowej pojedynczych molekuł w ich naturalnym środowisku - dodaje.

Australijscy uczeni proponują wykorzystanie atomowego kubita umieszczonego w odległości około 2 nanometrów od molekuły, którą chcemy zobrazować. Kubit działa jednocześnie jak źródło i czujnik pola magnetycznego, a jego kwantowe właściwości magnetyczne (spin) wchodzą w interakcję z właściwościami magnetycznymi atomów obrazowanej molekuły. Jeśli pod różnymi kątami zbierzemy dane na temat tych interakcji, będziemy w stanie określić pozycje poszczególnych atomów i uzyskamy trójwymiarowy obraz struktury interesującej nas molekuły.

Podczas symulowanego obrazowania naukowcy wykorzystali molekułę rapamycyny (C51H79NO13). To lek immunosupresyjny zapobiegający m.in. odrzuceniu przeszczepu. W standardowych technikach obrazowych, np. krystalografii rentgenowskiej, jest bardzo trudno wykryć atomy wodoru. Jednak dzięki pomiarom spinu tych atomów kwantowy skaner do nanorezonansu magnetycznego byłby w stanie je wykryć i stworzyć obraz molekuły.

Tego typu technika obrazowania byłaby niezwykle przydatna przy badaniu nowych leków. Uczeni mogliby np. podać lek do komórki i obserwować, w jaki sposób wchodzi on w interakcje z jej poszczególnymi elementami. Na tej podstawie można by modyfikować molekułę leku tak, by była jak najbardziej skuteczna i czyniła jak najmniej szkód.

Na razie skupiamy się na podstawach teoretycznych, by zrozumieć, w jaki sposób możemy zbudować takie urządzenie przy użyciu obecnie dostępnej technologii. Opracowujemy kwantowy mechanizm kontroli pozwalający na obrazowanie pojedynczych molekuł oraz prowadzimy symulacje, pozwalające na przetestowanie wydajności takiego urządzenia w warunkach zbliżonych do rzeczywistych. Wstępne rezultaty naszych prac są zachęcające, więc naturalną ich konsekwencją będzie próba zbudowania w ciągu najbliższych lat prototypu takiego urządzenia - mówi Perunicic.


« powrót do artykułu

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Ciekawy temat. Po pierwsze w jaki sposób zbierają dane z różnych kątów? Na jednym takim atomie pewnie będzie to ciężkie(bo skąd atom ma wiedzieć w którą stronę patrzeć?), być może dałoby się to osiągnąć przy porównaniu sygnału z kilku takich atomowych czujników odpowiednio rozmieszczonych w przestrzeni, nie wiem, spekuluję. Po drugie dochodzi problem wierności odwzorowania ścieżki skanowania i prędkości przemieszczania się po niej z taką dokładnością.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...