مشاوره رایگان تحصیلی
منو

جایزه‌ی نوبل و تماشای جهان درون سلولی

+ 42
رأی شما
- 20

در قرن هفدهم، آنتونی ون لیوونهوک، برای نخستین بار، نور را با کمک عدسی‌ها، بر مجموعه‌ای سلولی متمرکز کرد؛ میکروسکوپ متولد شد و چشم انداز تازه‌ای در دنیای دانش پدیدار گشت.این روزها نیز جایزه‌ی نوبل به سه دانش‌مند، با فعالیت‌هایی در همین زمینه، رسیده‌است؛ این پژوهش‌گران مرزهایی را که برای وضوح تصویرهای برداشته‌شده از ساختارهای ملکول‌اندازه در سلول‌های زنده، متصور بودیم، شکسته‌اند.

کاری از :Max Planck Inst. for Biophysical Chemistry

شبکه‌ی پروتئینی درون یک سلول از یک پستاندار ( این تصویر با استفاده از تابش فلورسانتی تهیه شده است)

با تلاش‌های استفان هل، ویلیام موئرنر و اریک بتزیگ در سال‌های ۱۹۹۰ تا ۲۰۰۰، زیست‌شناسان اکنون می‌توانند توزیع و حرکت پروتئین‌ها در سلول را، در زمان واقعی، ببینند -به عنوان نمونه در پیوندگاه نورون‌ها یا در تشکیل جنین، در تخم‌مرغ‌های بارورشده و در طول تقسیم سلولی‌.

استفن جاکوبز که با روش فوق واضح در موسسه‌ی شیمی بیوفیزیکی ماکس پلانک، در گوتینگن، کار می‌کند، می‌گوید: «در مسیر دانش یک انقلاب واقعی رخ داده است؛ چراکه دیگر می‌توانیم ساختارهایی را ببینیم که هرگز نمی‌توانستیم»... یا آن طور که کمیته‌ی جایزه‌ی نوبل معتقد است، دیگر نه میکروسکوپ، که نانوسکوپ!

همان طور که ارنست آبه، فیزیک‌دان آلمانی، در سال ۱۸۷۳ دریافت، حتی اگر عدسی‌ها نیز کاملا تمیز باشند، میکروسکوپ‌های نوری هم‌چنان تصویر محوی از سلول ارائه می‌دهند. طبق قوانین فیزیک، نمی‌توان چیزهایی را که کوچک‌تر از ۲۰۰ نانومتر هستند، با نور مرئی مشاهده کرد -این مقدار تقریبا مساوی با نصف طول موج نور مرئی است؛ در واقع اجسامی که کوچک‌تر از این اندازه باشند، مانند یک لکه به نظر می‌رسند. این وضوح که حد آبه در پراشیده شدن است، برای دیدن بخش‌های درون سلول مناسب می‌باشد اما در مشاهده‌ی جزئیات درونی آن‌ها به کار نمی‌آید. میکروسکوپ‌هایی که به جای نور با الکترون کار می‌کنند، وضوح بالاتری دارند اما تنها در خلا کار می‌کنند و به همین سبب کاربردشان تنها به بررسی اجسام غیرزنده محدود می‌شود.

نمی‌توان بر حد آبه غلبه کرد؛ اما برنده‌گان جایزه‌ی نوبل امسال، پیرامون این مساله تلاش کرده و به فن‌آوری‌هایی بر پایه‌ی استفاده از فلوروفورها یا ملکول‌های فلورسانت رسیده‌اند. در این روش‌ها که در زیست‌شناسی بسیار پرکاربرد شده‌اند، فلوروفورها با لیزری با طول موج ویژه‌ای گرم شده و نور تولید می‌کنند.


ازمیان بردن مرزهای محو

ویلیام موئرنر که اکنون در دانش‌گاه استنفورد، در کالیفرنیا فعال است، در ۱۹۸۹، در هم‌کاری با مرکز تحقیقاتی آی بی ام آلمادن، در سن خوزه، در تک ملکول، تابش فلورسانت کم‌نوری مشاهده نمود. او در سال ۱۹۹۷ و در زمان فعالیت در دانش‌گاه کالیفرنیا در سن دیگو، دریافت که چگونه می‌توان تابش فلورسانتی را کنترل کرده و ملکول‌ها را مانند یک لامپ خاموش و روشن نمود. اما هم‌چنان با مشکل مشابهی روبه‌رو بود؛ تنها در شرایطی که این تک ملکول‌ها بیش از ۲۰۰ نانومتر فاصله داشتند، می‌توانست آن‌ها را تشخیص دهد.

دو سال پیش از آن، اریک بتزیگ که در آن زمان در آزمایش‌گاه بل در موری هیل، در نیوجرسی، فعال بود، پیش‌نهاد داد که اگر ملکول‌های گوناگون با رنگ‌های متفاوت بدرخشند، می‌توان با تهیه‌ی تصویرهای متوالی -که در یکی رنگ قرمز، در دومی رنگ سبز و در بعدی رنگ آبی گرفته می‌شود- وضوح را بالا برد. موئرنر نیز بر آن شد تا نشان دهد که می‌توان ملکول‌های یک‌سان را واداشت تا در زمان‌های متفاوت تابش فلورسانتی داشته باشند؛ این گونه دیدگاه بتزیگ می‌توانست به واقعیت نزدیک شود.

ده سال زمان لازم بود تا بتزیگ بتواند ادعای خود را در عمل ثابت کند. او پای‌گاه رسمی دانش را ترک کرد تا در کار و کسب موروثی‌شان در زمینه‌ی قطعات اتومبیل، در میشیگان، مشغول به کار شود. اما در سال ۲۰۰۶ در مجموعه‌ی پژوهشی جنلیا فارم، متعلق به موسسه‌ی دارویی هووارد هاگز، واقع در اشبورن، ویرجینیا، همین روش را به کار برد تا از یک پروتئین لیزوزم که با ملکول‌های فلورسانت سبز برچسب خورده بودند، تصویر فوق واضح بردارد. بنا بر گفته‌ی مارکوس سائور که در دانش‌گاه وورزبرگ، در آلمان، بر میکروسکوپ فوق واضح کار می‌کند، اکنون می‌توان با این ترفند، به وضوح ۲۰ نانومتر رسید.

زمانی که استفن هل در دانش‌گاه تورکو، در فنلاند، فعالیت می‌کرد، با کار بر حد آبه به روش متفاوتی رسید؛ این روش نیز بر پایه‌ی به کار بستن ملکول‌های فلورسانت و روشن و خاموش کردن آن‌ها، است. هل در ۱۹۹۴ پیش‌نهاد کرد تا از یک لیزر استفاده شود تا خوشه‌ای از ملکول‌های رنگی تابش فلورسانت کنند؛ سپس با لیزری دیگر که طول موج متفاوتی دارد، گروهی از آن‌ها را -با فرآیندی که آنشتاین در ۱۹۱۷ توضیح داده‌است- خاموش کنیم.

ترفند هل این است که با باریکه‌ی دومی، خطوط پیرامونی خوشه‌ای را که با باریکه‌ی نخستین روشن گشته‌است، مشخص کند تا تنها ملکول‌‌ها درون یک منطقه‌ی بسیار کوچک تابش فلورسانت کنند. بدیهی است تصویر نهایی هم‌چنان محو خواهد بود چراکه برای نور حد آبه وجود دارد؛ اما روشن است که نور تنها می‌توانسته از منطقه‌ی میانی کوچکی که باریکه‌ی دوم نقشه‌ی آن را داده‌است، آمده باشد.


دنیای سلولی

هل که اکنون با موسسه‌ی شیمی زیست‌فیزیکی ماکس پلانک در کوتینگن هم‌کاری دارد، زمانی که از پیروزی خود در دریافت جایزه‌ی نوبل آگاه شد، به این کمیته گفت: «من فکر می‌کردم که در قرن بیستم در فیزیک آن قدر اتفاق افتاده‌است که دیگر باید پدیده‌ای هم برای غلبه بر محدودیت‌های پراش یافت شده‌باشد».

بنا بر گفته‌ی توماس کلار که در دانش‌گاه ژوهانس کپلر در لینز، در اتریش، فعال و در نوشتن مقاله‌ی اثبات اصول کلی، به سال ۲۰۰۰، هم‌کار هل بوده‌است، تمام اصول مکانیک کوانتومی‌ای که هل به کار بسته، تا اواخر دهه‌ی ۱۹۲۰ توسط فیزیک‌دان‌ها کشف شده‌بوده‌اند.

زمانی که از کمیته‌ی جایزه‌ی نوبل با هل تماس گرفته شد، او در حال مطالعه‌ی یک مقاله‌ی علمی بود. او می‌گوید: «ابتدا پاراگراف را تمام کردم. سپس با هم‌سرم تماس گرفته و بعد به دیگر نزدیکان فکر کردم».

هنوز روش‌هایی که این دانش‌مندان توسعه داده‌اند، به صورت منظم استفاده نمی‌شود اما بسیاری از زیست‌شناسان برای برداشتن تصاویر فوق‌العاده از ساختارهای درون‌سلولی آن‌ها را به کار می‌بندند. هل فیلم‌هایی از یک کیسه‌، با قطر ۴۰ نانومتر، که در یک رشته‌ی عصبی حرکت می‌کند، تهیه کرده است. خیاووی ژوانگ، شیمی‌دانی در دانش‌گاه هاروارد، در کمبریج، در ماساچوست، تغییرات دل‌خواه خود را اعمال کرده‌است. نسخه‌ی او که بازسازی نوری آشوب‌ناک نامیده‌می‌شود، در مشاهده‌ی اکتین که با یک الگوی حلقه‌ای به دور آکسون می‌پیچد، به کار می‌رود. هل می‌گوید: «در آینده نسخه‌های متفاوتی از میکروسکوپ فوق واضح ایجاد خواهد شد».

psi.ir
 

+ 42
رأی شما
- 20



www.HUPAA.com
مشاوره رایگان تحصیلی
ویدیو کلیپ علمی
محک
● مقالات فیزیک
● اخبار فیزیک
● مطالب پربیننده
● مجله علمی
● کوانتوم و فیزیک جدید
● الکترومغناطیس
● نظریات ایرانی
● نجوم و اخترفیزیک
● فلسفه و متافیزیک
● نانوتکنولوژی
● برق و الکترونیک
● هواشناسی و فیزیک جو
● فیزیک نور و اپتیک
● مکانیک و ترمودینامیک
● مطالب متفرقه
● معرفی کتاب
● دانشمندان
● فیزیک در ایران
● سایتهای فیزیک انگلیسی
● سایتهای فیزیک فارسی
● دانلود نرم افزار
● تصاویر دیدنی
● پزشکی و سلامت
امکانات
● خانه
● انجمن فیزیکدانان جوان ایران
● چت روم هوپا
● درباره ما
● سفارش آگهی
● تماس با ما
● عضویت در انجمن
● ورود
● RSS
آگهی های متنی
● ادامه تحصیل در مالزی
● دانشگاه های مالزی
● سعيد سيوف جهرمي
● هر آنچه می خواهید
● مجله پزشکی
● توصیه های پزشکی
● پس از باران
● انجمن علمی فیزیک پیام نور
● دانلود کامل
● سایت گردشگری آنوبانی نی
● جاویدان
● سنگ شکن
● آگهی رایگان
● ایتکا
● پزشکی
● مجله علمی
● پی سی گیمرز
● موسسه پروفسور حسابی
● میهن کمپ
● پی سی وبلاگ
● کتاب هفته
● دهکده فضایی
● ایران حافظ
● Airgo Design
● دکتر علی افضل صمدی
عضویت در خبرنامه
ایمیل :
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
پزشکی و سلامت
مشاوره رایگان تحصیلی
بیگ بنگ
آخرین گفتگوها در انجمن
چرا ریاضیات می‌خوانیم؟ (3 پاسخ)
موجی و ذره ای بودن نور (8 پاسخ)
علت جمع شدن بارهای الکتریکی در سطح کره (12 پاسخ)
عملگرها و اپراتورها در ریاضیات و فیزیک (2 پاسخ)
نظریه اعداد و فلسفه اعداد طبیعی (14 پاسخ)
پرسشی در مورد مجموعه اعداد اول (8 پاسخ)
چگونه فردی خردمند شویم؟ (6 پاسخ)
ماشين محرك دائم (149 پاسخ)
جهان چند بعد دارد؟ (28 پاسخ)
ایرادها و پارادوکس های نسبیت خاص (235 پاسخ)
روش ساده محاسبه Eigenvalue برخی ماتریکس های خاص (0 پاسخ)
چرا قبل از بارش برف آسمان قرمز میشود؟ (28 پاسخ)
آیا نور انرژی جنبشی خود را منتقل می کند؟ (11 پاسخ)
کارشناسی فیزیک، ارشد برق (0 پاسخ)
کاسینی شیرجه نهایی به سوی زحل را شروع می کند (3 پاسخ)
تصاویر نجومی (1869 پاسخ)
مقالاتي از گوشه و كنار رياضيات (93 پاسخ)
ماهیت میدان الکتریکی چیست؟ (3 پاسخ)
ساخت باتری مقاوم در برابر انفجار و آتش‌سوزی (0 پاسخ)
تخمین انرژی رسیده از خورشید به زمین (4 پاسخ)
آزمایش سایناک (2 پاسخ)
تمام حقیقت. لطفا بخانید (1 پاسخ)
لکه های خوشیدی چگونه به وجود می آیند؟ (3 پاسخ)
یکی از قوی‌ترین میکروسکوپ‌های لیزری جهان راه اندازی شد (0 پاسخ)
کاربرد روشهای فازی در پیش بینی معادله سرمایش نیوتن (0 پاسخ)
تابعی یک به یک و پوشا رو میشناسید که از Nبه Q بره؟ (23 پاسخ)
ذرات با سرعت های بالاتر از سرعت نور (1 پاسخ)
آیا فیزیک بمانند ریاضیات اصول موضوعه دارد؟ (4 پاسخ)
زمین تخت گرایان (77 پاسخ)
تولید بردارهای یکه در فضای سه بعدی (0 پاسخ)
آنالیز و طراحی سیستم های مرتعش تحت نیروهای هارمونیک (0 پاسخ)
حرکت و زمان مستقل از هم هستند یا وابسته به یکدیگر؟ (73 پاسخ)
پارسی را پاس بداریم (965 پاسخ)
ساخت لیزر co2 با توان ۴۰ وات (0 پاسخ)
رابطه بردار مکان زمان با دنیای سه بعدی چیست؟ (3 پاسخ)
یک روش جدید درمان سرطان در آمریکا مجوز گرفت (0 پاسخ)
تهیه دیسک های ابررسانا (7 پاسخ)
سفید چاله ها (0 پاسخ)
نجوم آماتوری را چگونه آغاز کنیم؟ (1 پاسخ)
آزمایشات ذهنی انیشتن (14 پاسخ)
۲۹ نکته برای رصدهای آماتوری (0 پاسخ)
آیا با افزایش سرعت جرم هم افزایش پیدا میکنه؟ (16 پاسخ)
معادله حرکت منحنی از یک نقطه به نقطه دیگر (13 پاسخ)
حیات با نتیجه‌های بدیهی و حتمی فیزیک همراه است (0 پاسخ)
نظریه جدید تعریف بعد زمان (27 پاسخ)
در زمان نمی توان سفر کرد (24 پاسخ)
تصویر های دانشیک (80 پاسخ)
نکاتی که باید درباره سرطان و پیشگیری از آن بدانید (0 پاسخ)
چه کتابی نسبیت رو از منظر نظریه گروه بحث می‌کنه؟ (7 پاسخ)
اگر r=0 باشه چه نيرويي بار ها به يك وارد ميكنند ؟ (1 پاسخ)
constructal law آیا ماهیت تصادفی ِ فرگشت را به چالش می کشد؟ (12 پاسخ)
خمیدگی باند در سلول خورشیدی (0 پاسخ)
تاثیر مغز بر ژنتیک (6 پاسخ)
مکاترونیک (0 پاسخ)
نظریه ی غلظت (62 پاسخ)
آیا در سیاه چاله نیروی گرانش به بینهایت میل میکند؟ (6 پاسخ)
انهدام نظریه غلظت و حل شبه پارادوکس های نسبیت (47 پاسخ)
فیزیک مطلق تحلیلگر نظریات مختلف جهانی (36 پاسخ)
فیزیک مطلق و اثبات کاملا دقیق اشتباه بودن فرمول معروف انرژی (67 پاسخ)
پژوهشکده فیزیک (7 پاسخ)
مقالات فیزیک
قدرت شبکه‌های عصبی در محاسبات بسیار پیچیده
خدمات هواشناسی سفارشی برای هواپیماهای کنترل از راه دور
ماده‌ای ضدافسردگی در مغز نوعی ماهی‌ها یافت شد.
بیگانگان فضایی چگونه می‌توانند زمین را مشاهده کنند؟
آب و روغن تحت شرایطی خاص ترکیب می‌شوند!
ساخت اولین داربست ریوی عروقی در جهان
غذاهای خوشمزه بخورید تا شاد می‌شوید.
گرداب قطب شمال زحل
تاثیر ماریجوانا و نیکوتین بر هیپوکامپ مغز
محققان مواد بلوری حساس به نور ساختند.
فاش شدن رازهای خبیث‌ترین شهر تاریخ
شامپانزه‌ها می‌توانند قواعد بازی «سنگ، کاغذ، قیچی» را درک کنند.
مبارزه‌ی جلبک‌های دریایی با تغییرات آب‌وهوایی
ساخت نوعی پارچه‌ی که انرژی تولید می‌کند.
مشاهده‌ی تغییراتی در خوشه‌ی پروین
کافئین درک ما را نسبت به طعم شیرین عوض می‌کند!
تغییر تنفس در واکنش به التهاب عفونت باکتریایی
هک اسپیکر گجت‌ها توسط جاسوس‌ها و تروریست‌ها
مشاهده‌ی سیاهچاله‌های غول‌پیکر با رصد عروس‌دریایی
آثار ۴۳ میلیون ساله‌ی کیسه‌داری در ترکیه
احیای نورون‌ها در ناحیه‌ی غیرمعمول مغز
خطر سکته‌ی مغزی در کمین جوانان معتاد به «متامفتامین»
آنتنی کوچک رابط بین انسان و کامپیوتر می‌شود.
کشف چهار سیاره‌ی بیگانه در اطراف ستاره «تائو ستی»
کشف روستایی مربوط به روم باستان در ایتالیا
خاطره‌ای از کاسینی؛ نمایی نزدیک از ابرهای زحل
کاشت ریزتراشه در بدن کارگران یک شرکت
روش‌های نادرست استفاده از لنز چشمی
تکنولوژی نانو، رنگ ‌سبزی برای انرژی پاک و زیبا فراهم می‌کند.
تصاویری شگفت انگیز از کهکشان میله‌ای-حلقه‌ای مارپیچی NGC7089
ادامه ...
اخبار فیزیک
یافته های تازه دانشمندان ممکن است سفر در زمان را غیرممکن کند!
نگاهی به دوردست‌های کیهان به کمک یک خوشه کهکشانی غول‌پیکر
سنجش ذرات در کیهان اولیه
پیش‌بینی جرم ذره «هیگز» توسط سیمپسون‌های کارتونی 14 سال قبل از سرن!
فریب فوق‌العاده نور توسط محقق ایرانی
طراحی پای مصنوعی دارای سیستم بینایی توسط دانشمندان ایرانی
حل یک مساله سی‌ساله فیزیک شبیه‌سازی مواد ابررسانا با اتم‌های فوق سرد با همکاری فیزیکدان ایرانی
مخترع لیزر چارلز تاونز در 99 سالگی درگذشت
حل معماهای فیزیک در آزمایشگاه‌های ارزان بجای شتاب‌دهنده‌! مشاهده حالت بوزون هیگزی در ابررسانا برای نخستین بار
سه ایرانی در میان 100 نفر کاندیدای نهایی سفر بی بازگشت به مریخ
آمادگی برخورددهنده بزرگ هادرونی برای کشف یک ذره جدید
مشاهده پیوند شیمیایی اتم‌ها و تشکیل مولکول برای نخستین‌بار
کشف عجایب حبابی با سی‌تی اسکن درون یک ابرنواختر
لوح انجمن جهانی نفرولوژی به «پدر علم نفرولوژی ایران» اعطا می‌شود
چرا برخی کهکشان‌ها جوانمرگ می‌شوند؟
ادامه ...
مطالب پربیننده
سرانجام خورشید را لمس خواهیم کرد! (0+)
پیش‌گویی مغز از وقایع آینده! (0+)
به امید نقطه‌ی اوجِ زمین (0+)
اسکن لیزری برای تشخیص زودهنگام بیماری قلبی (0+)
شباهت یادگیری میمون‌ها با انسان (0+)
در دوره‌ی تاریک کیهان چه گذشت؟ (0+)
آیا روان‌گردان‌ها واقعأ کار می‌کند؟ (0+)
ساخت فوم گرافنی با چاپگر سه‌بعدی، برای اولین بار (0+)
فعالیت لکه‌ای خورشیدیِ بزرگتر از زمین (0+)
احتمال هوشمندتر شدن هوش‌مصنوعی (0+)
مشاهده‌ی تکثیر DNA در مدل سلولی (0+)
زنگ خطر شیوع عفونت‌های روده‌ای (0+)
کشف ماده‌ی معدنی جدید (0+)
زندگی ۷۰۰۰ سال پیش بشر در رشته‌کوه‌های آند (0+)
فرودی آرام بر روی دریاهای تیتان (0+)
ادامه ...