أسطح البروتين الدهني النانوية للتصوير البيولوجي

تم تطوير مادة جديدة تعتمد على النقاط الكمومية من قبل فريق من العلماء. تمتص الخلايا المادة، التي تتكون من أسطح نانوية من البروتين الدهني، بسرعة وتحافظ على خاصية التألق، مما يجعلها مادة مناسبة بشكل خاص لتصوير الخلايا، وهي طريقة تساعد في فهم آليات تطور المرض.

تم تطوير مادة جديدة تعتمد على النقاط الكمومية من قبل فريق من العلماء. تمتص الخلايا المادة، التي تتكون من أسطح نانوية من البروتين الدهني، بسرعة وتحافظ على خاصية التألق، مما يجعلها مادة مناسبة بشكل خاص لتصوير الخلايا، وهي طريقة تساعد في فهم آليات تطور المرض.

قام فريق متعدد التخصصات من الباحثين من جامعة إلينوي بتطوير مادة جديدة تعتمد على النقاط الكمومية. تمتص الخلايا المادة، التي تتكون من أسطح نانوية من البروتين الدهني، بسرعة وتحافظ على خاصية التألق، مما يجعلها مادة مناسبة بشكل خاص لتصوير الخلايا، وهي طريقة تساعد في فهم آليات تطور المرض. وأوضح أندرو إم سميث، أستاذ الهندسة الحيوية في جامعة إلينوي: "تتم الآن دراسة النقاط الكمومية على نطاق واسع لخصائصها الفيزيائية والبصرية والإلكترونية الفريدة". "أهم ما يميزها هو قدرتها على إصدار ضوء ثابت ومشرق يمكن تعديله حسب عرض الظلال المختلفة في طيف الضوء. وهذه الخاصية جعلت منها مواد مفيدة في تطبيقات متنوعة، بدءاً من مواد التصوير والكاشفات الجزيئية في الخلايا والأنسجة وانتهاءً كمكونات باعثة للضوء في أجهزة LED وشاشات التلفزيون والكمبيوتر.

ويقول الباحث الرئيسي الذي نشرت مقالته في المجلة العلمية: "هذه الدراسات هي المثال الأول لنقاط الكم المسطحة التي تسمى الأسطح النانوية، في إطار النظم البيولوجية". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية. "لقد طورنا جسيمًا نانويًا فريدًا ببنية مسطحة، تشبه اللوحة، وتقع داخل الجسيم البيولوجي. تعتمد هذه الجسيمات النانوية على النقاط الكمومية وتنبعث منها الضوء بالمثل، ومع ذلك، فهي تتمتع بخصائص بصرية وهيكلية مثيرة للاهتمام بفضل بنيتها المختلفة. تشبه خصائص امتصاص الضوء وانبعاثه خصائص الآبار الكمومية، وهي طبقات رقيقة تستخدم لإنتاج الليزر. لقد وجدنا أن هذه الجسيمات تخترق الخلايا بشكل فريد وبسرعة كبيرة ونستخدمها ككاشفات داخل الخلايا الحية."

يوضح الباحث: "المادة الغروية الجديدة عبارة عن مزيج من بئر كمي غير عضوي ولوحة نانوية عضوية تتكون من الدهون الفوسفاتية (الدهون الأمفيباتية) والبروتينات الدهنية". "ترتبط الدهون الفوسفاتية بالجدران المسطحة للأسطح النانوية وترتبط البروتينات الدهنية بالشفاه المنحنية، وهذا لتوفير مادة جسيمية مكيفة بيولوجيًا. وتتمتع هذه المواد بثبات طويل الأمد في المحاليل البيولوجية وحتى في المحاليل عالية الأملاح، كما أنها تصدر إضاءة فلورية ذات سطوع مساوٍ لتلك التي يتم الحصول عليها من النقاط الكمومية العادية.

ووفقا للباحث الرئيسي، فإن هذه الجسيمات مفيدة بشكل خاص لتصوير الجزيء الواحد، حيث يكون للنقاط الكمومية التأثير الأكبر بفضل الجمع بين خصائصها الفريدة المتمثلة في انبعاث الضوء الساطع والحجم الصغير. ساعدت النقاط الكمومية مؤخرًا في الكشف عن مجموعة من العمليات البيولوجية الجديدة المتعلقة بصحة الإنسان والأمراض. "نحن نعتقد أن القدرات الجديدة التي توفرها الأسطح النانوية مهمة لتصوير الجزيئات والخلايا البيولوجية، ولكن في الماضي كان من الصعب للغاية تثبيت هذه البلورات النانوية في وسط بيولوجي بسبب أبعادها غير العادية التي جعلتها تلتصق بكل منها. أخرى، لتكوين مجاميع فقدت خاصية التألق. تعمل هذه العائلة الجديدة من الأسطح النانوية على حل هذه المشكلات وتكون المواد مستقرة حتى في الظروف البيولوجية القاسية، مثل المحاليل عالية الأملاح، نظرًا لأنها مدمجة في البروتينات الدهنية. ويمكن استخدام هذه المواد لتتبع الخلايا السرطانية المنتشرة في الجسم. كما وجد أن الهياكل الفريدة لهذه الجسيمات النانوية الجديدة أكثر فعالية في توصيل الأدوية إلى الأورام، مقارنة بالجسيمات الكروية العادية.

ملخص المقال

أخبار الدراسة

المزيد عن هذا الموضوع على موقع العلوم

• سوف تساعد المواد النانومترية على إصلاح الشريحة نفسها
• هل مواد النانو آمنة للاستخدام؟
• مواد نانوية معقدة تنظم نفسها