4. Boyut ile Nano Dünyaya Bakışımız Değişecek

Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'nden 1999 Kimya Nobel Ödülünü sahibi Ahmed Zewail geliştirdiği yöntem ile artık atomları eş zamanlı olarak takip etmek mümkün. Altın ve grafit atomik hareketlerini anlatan makale bugün Science dergisinde yayınlandı. [Science dergisine üye değilseniz, atomik hareket filmlerini şu adresten izleyebilirsiniz.]

Zewail Nobel ödülünü femtokimyaya katkısından dolayı almış. Femtokimyayı femtosaniye (saniyenin milyon milyarda biri) aralıklarla lazer darbeleri ile atomarın moleküllere ve moleküllerin atoma dönüşmesini görüntüleme olarak tanımlayabiliriz. Daha fazla bilgi için Bilim Teknik'in yazısını okuyabilirsiniz.

Bu görüntüleme sisteminin patenti 2006 yılında Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'ne bağışlanmış.

Zewail'in elde ettiği görüntüler aslında sinemada kullanılan "freeze-frame" yöntemine benziyor.

Eadweard Muybridge'ın geliştirdiği frame-freeze yöntemi

"Günümüzde yapılan molekül görüntülemeleri bize sadece zaman boyutu hakkında bilgi veriyor. Ama biz yapısal boyut hakkında bir bilgi sahibi değildik. Atın nasıl göründüğünü bilmiyorduk, uzun kuyruklu mu, güzel gözlü mü? 1999 yılından beri hayalim karmaşık yapıların, biyolojik ya da fiziksel, atomik boyuttaki mimarisinin zamanla nasıl değiştiğini görebilmek idi." diyor Zewail.

Normalde elektron mikroskoplarında malzemeye hızlandırılmış elektronlar gönderilip, bir görüntü elde ediliyor. Zewail'in takımı gönderilen her elektronun, yörüngesini kontrol edebiliyor ve elektronları istenilen zamanda gönderiyor. Bu yöntem ultrahızlı "tek elektron" görüntüleme olarak terimleşmiş. Gönderilen her bir elektron sistemin bir femtosaniyelik aralıktaki durumunu oluşturuyor. Bu şekildeki milyonlarca resmi yanyana koyunca, atomların hareketleri bir film haline geliyor.


Araştırmacılar bu yöntemi şimdi hücrelerin yapısını öğrenmek için uygulayacaklar.

Kaynak: 1

Vücud İçini 1000 Kat Daha İyi Görüntüleme

Stanford Üniversitesi Tıp Fakültesi araştırmacıları, canlı organizmalardaki tümörleri metrenin trilyonda biri netlikte görüntüleyen bir sistem geliştirdiler.

Sanjiv Sam Gambhir, radyoloji profesörü , Raman spektroskopisinin, moleküler görüntüleme tekniklerine ekleneceğini söyledi. Makale Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinin 31 Mart'taki online dergisinde yayınlandı.

Bu yöntem bundan önceki hiç bir görüntüleme yöntemine benzemiyor. Prof. Gambhir Raman spektroskopisinin sinyallerinin diğer yöntemlerdeki sinyallere nazaran daha kuvvetli ve uzun süreli olduğunu, ayrıca bu yöntemde kullanılan parçacıkların tek seferde bir çok moleküler hedef hakkında bilgi toplayabildiğini belirtti. Şu an genellikle 1 ya da 2 şeyi aynı anda ölçülebiliyor, ama bu teknikle bu sayı 10,20,30'a çıkabilecek.

Gambhir, Raman spektroskopisinin vücud içi görüntülenmesinde ilk kez kullanıldığını düşünüyor.

Görüntüleme şöyle gerçekleşiyor: vücudun içine ışıldak görevi gören nanoparçacıklar enjekte ediliyor. Vücudun dışındaki bir kaynaktan lazer ışını gönderildiği zaman, bu parçacıklar vücud içinden sinyaller salıyor. Sinyaller toplanıyor ve ışıldak parçacıkların yeri hakkında bilgi toplanıyor. Parçacıklar vücud içinde kaldığı sürece sinyal üretme kabiliyetlerini yitirmiyor.

Prof. Gambhir bulduğu tekniği, günümüzde bir çok hastenede yapılan tomografiye benzetiyor. Tomografi bundan 20-30 yıl önce bulunmuştu ve ilk çıktığında kimsenin dikkatini çekmemişti. Prof. Gambhir bulduğu tekniğin 15-20 yıl içerisinde yaygınlaşmasını bekliyor.

Tekniğin kanser tedavisinde de etkili olması düşünülüyor. Kanserlenmiş dokuya çok daha net bir şekilde odaklanılacak, zararlı dokunun yeri belirlenecek, o doku tedavi edilecek. Böylece sağlıklı doku zarar görmeyecek. Kurunun yanında yaş yanmayacak :) Günümüzde ise çok küçük bir bölgedeki hücrelere tam net bir şekilde ulaşılamadığından, tedavi sırasında sağlıklı hücreler de zarar görüyor.

Kaynak: 1