الأفراس تحت الأضواء

طريقة حديثة للأشعة السينية، والتي تسمح بمراقبة الحركة الجزيئية على نطاق زمني لم يكن من الممكن الوصول إليه في السابق

تم تطوير طريقة حديثة للأشعة السينية، والتي تمكن من مراقبة الحركة الجزيئية على نطاق زمني لم يكن من الممكن الوصول إليه في السابق، من قبل فريق من الباحثين من مدرسة البوليتكنيك الفيدرالية في لوزان (EPFL) في سويسرا. تظهر نتائج البحث، الذي أجري تحت قيادة البروفيسور ماجد شرقي، في عدد ديسمبر من المجلة العلمية المرموقة Science.

يمكن أن يؤدي هذا الاكتشاف إلى تطوير طرق واعدة لدراسة النظم الكيميائية والبيولوجية. فهو يسمح بفهم أفضل للتغيرات الهيكلية التي تحدث أثناء التفاعل الكيميائي. وقد طبق الباحثون هذا الاكتشاف على دراسة الاتحادات الجزيئية ذات الأساس المعدني، والتي تحظى باهتمام كبير في الكيمياء والصناعة. ويفتح هذا الاكتشاف آفاقًا جديدة في علم الأحياء أيضًا، نظرًا لأن الجزيئات التي تمت دراستها تشبه إلى حد كبير المواقع النشطة في بروتينات الهيموجلوبين مثل الهيموجلوبين والميوجلوبين.
من الممكن متابعة سقوط قطة على قدميها في "الوقت الفعلي" باستخدام كاميرا ذات فتحة - مرات في حدود عشرات المللي ثانية. من أجل القيام بذلك أيضًا بالنسبة للأفراس، التي هي أصغر بمئة ألف مليون مرة من القطط، من الضروري تقليص الوقت بشكل أسرع بمقدار مائة ألف مليون أخرى - بضع عشرات من الفيمتو ثانية (النسبة بين الفيمتو ثانية والثانية تعادل إلى النسبة بين الثانية و32 مليون سنة).

وعلى الرغم من وجود أجهزة ليزر تسمح بسرعات الغالق هذه، إلا أنه لا توجد طريقة بصرية قادرة على مراقبة البنية الجزيئية بشكل مباشر. ومن أجل التغلب على هذا القيد، قام فريق البحث بدمج مصدر ليزر يوفر إشعاعًا في نطاق الضوء المرئي إلى فوق البنفسجي بمعدل الفيمتو ثانية مع مصدر مماثل لإشعاع الأشعة السينية بنفس المعدل للحصول على الطريقة المعروفة باسم "" مطيافية امتصاص الأشعة السينية فائقة السرعة "مطيافية امتصاص الأشعة السينية". "باستخدام هذه الأطوال الموجية القصيرة للغاية لهذا الإشعاع الإيقاعي، من الممكن ملاحظة التغيرات في البنية الجزيئية وبالتالي الحصول على معلومات دقيقة فيما يتعلق بتكسير وإنشاء وتغيير الروابط الكيميائية بين الذرات المختلفة. وكل هذا - في الوقت الحقيقي"، يوضح الباحث.

وبفضل الطريقة الجديدة، تمكن الباحثون من متابعة التغيرات الهيكلية لفرودا في الوقت الفعلي خلال مائة وخمسين فيمتوثانية. توفر هذه الطريقة أداة ممتازة لفحص التفاعلات في السوائل والبيئات المضطربة التي تميز العديد من الأنظمة الكيميائية والبيولوجية.

الأخبار من معهد البحوث