ميدوسا لليزر

نجح الباحثون في استخدام البروتين الموجود في قناديل البحر لإنشاء ليزر من نوع بولاريتون، والذي لم يتمكنوا حتى الآن من إنتاجه بطريقة بسيطة وفعالة / بواسطة: دافنا حاييم لانجفورد

عندما تم اختراع الليزر لأول مرة، كان عبارة عن تقنية تبحث عن تطبيق. وبعد عقد من الزمن، نستخدم أجهزة الليزر في الطب، لمسح الرموز الشريطية، في الأنظمة العسكرية، للقطع الصناعي وحتى للإشارة إلى الأشياء...

تُستخدم أجهزة الليزر ذات الأطوال الموجية المختلفة لتطبيقات مختلفة. يستخدم الليزر الأحمر على سبيل المثال لأجهزة الاستشعار أو مشغلات الأقراص المضغوطة، ويمكن استخدام الليزر الأزرق لتخزين المعلومات والتطبيقات الطبية والمزيد. أحد أكثر أجهزة الليزر ابتكارًا، ولكن لم يتم استخدامه بعد، هو ليزر بولاريتون. يعمل ليزر البولاريتون، على عكس الليزر العادي، عن طريق حركة الفوتونات بين الجزيئات المثارة. وهذا الليزر، على الرغم من فعاليته الكبيرة، لم يصل إلى نطاق واسع من الاستخدام لأنه يحتاج إلى ظروف شديدة البرودة (حوالي 200 درجة مئوية) ليعمل بشكل صحيح.

أدى التعاون بين علماء من اسكتلندا وألمانيا إلى تطوير أول ليزر بولاريتون يعتمد على بروتين فلوري من قنديل البحر. يختلف التركيب الجزيئي للبروتينات الفلورية بشكل كبير عن المواد الفلورية الاصطناعية، وقد أدت هذه الحقيقة إلى تطوير الليزر المبتكر. اتضح أنه من خلال بروتينات قنديل البحر من الممكن إنشاء ليزر بولاريتون في درجة حرارة الغرفة!

ومن أجل إنشاء الليزر الجديد، استخدم العلماء خلايا بكتيريا E-coli لإنتاج بروتينات الفلورسنت الخضراء من قنديل البحر. لإنشاء جهاز الليزر، تم تغليف جزيئات البروتين بطبقة رقيقة (500 نانومتر) وحبسها بين مرآتين. ولإنشاء شعاع الليزر، كل ما كان على العلماء فعله هو إضاءة الجهاز بالضوء الأزرق، الذي حفز البروتينات إلى درجة أنها أنتجت بشكل تلقائي شعاع ليزر بولاريتون متزامن.

فشلت المحاولات السابقة لإنتاج ليزر بولاريتون لأن الجزيئات المثيرة اصطدمت ببعضها البعض وكان من الضروري الحصول على درجات حرارة منخفضة للغاية للتغلب على هذه الظاهرة وتحقيق التزامن بين الجزيئات. لكن في حالة بروتينات قناديل البحر، فإن البنية الأساسية التي تحافظ على جزيئات الفلورسنت بالداخل تحمي الجزيئات القابلة للاستثارة من التداخل مع بعضها البعض.

أحد التطبيقات الممكنة هو تحديد الخلايا السرطانية، والتي قد يكون لها طول موجي مختلف عن الخلايا السليمة، لذا فإن استخدام هذا النوع من الليزر سيسمح بتمييز بسيط.

مصدر الخبر