उन सभी सेल बायोलॉजिस्टों के लिए, जिनके पास एक सरल अनुरोध था - लघु फ्रिकिन 'लेजर बीम' से लैस कोशिकाएं- जो कि हार्वर्ड टीम ने वास्तव में बनाई हैं। शरीर के अंदर एक शानदार यात्रा पर छोटे लेज़रों को निर्देशित करने की क्षमता ड्रग के विकास पर नज़र रखने से लेकर चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए सक्षम हो सकती है।
संबंधित सामग्री
- स्पेस जंक से छुटकारा पाने के लिए, इसे लेजर के साथ शूट करें
- ध्वनि तरंगें मायावी कैंसर कोशिकाओं को खोजने में मदद कर सकती हैं
हार्वर्ड मेडिकल स्कूल के सेओक-ह्यून (एंडी) यूं बताते हैं, "हम एक जैविक मशीन के रूप में उपयोग करने की उम्मीद करते हैं, जो डीएनए के अंदर क्रमादेशित है, जो एक लेजर को लक्ष्य तक पहुंचा सकता है।"
एकल-कोशिका एंडोस्कोप जैसे उपकरणों के साथ कोशिकाओं के अंदर देखने के लिए प्रकाश का उपयोग किया जाता है, लेकिन इसका उपयोग त्वचा जैसे अधिक सुलभ स्थानों तक सीमित किया गया है, क्योंकि इसकी रोशनी गहरी ऊतक में अच्छी तरह से प्रवेश नहीं करती है। कोशिकाओं में फ्लोरोसेंट रंजक और प्रोटीन जोड़ने से वैज्ञानिकों को शरीर के अंदर और आगे की जांच करने में मदद मिल सकती है। लेकिन उन प्रक्रियाओं से उत्सर्जन का एक व्यापक स्पेक्ट्रम उत्पन्न होता है, जो जैविक ऊतक में अणुओं द्वारा उत्पादित सभी पृष्ठभूमि उत्सर्जन के बीच सेल-विशिष्ट डेटा को बाहर निकालना मुश्किल बना सकता है।
माइक्रोलेज़र दर्ज करें, जो जीवित कोशिकाओं की छवि, मॉनिटर और शायद सहायता के लिए कहीं अधिक सटीक और मर्मज्ञ रास्ता प्रदान कर सकता है।
"हम चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए लेजर को सुदृढ़ करना चाहते हैं, " यूं कहते हैं। “उद्योग द्वारा विभिन्न कारणों से आविष्कार किए गए लेजर को उधार लेने के बजाय, हमने इसे एक जैविक सामग्री के साथ बनाया है, और बहुत छोटा है, इसलिए इसे प्रकाश आधारित अनुप्रयोगों को करने के लिए कुछ समस्याओं के साथ शरीर में प्रत्यारोपित या इंजेक्ट किया जा सकता है। जहां वर्तमान में प्रकाश पहुंचाना व्यावहारिक नहीं है। ”
एक विशिष्ट लेजर परमाणुओं को उत्तेजित करता है ताकि वे एक विशेष तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश का उत्सर्जन करें, फिर प्रभाव को बढ़ाने के लिए दर्पण की एक जोड़ी के बीच प्रकाश को उछालता है। दर्पणों में से एक आंशिक रूप से पारदर्शी है, जिससे कुछ प्रकाश संकीर्ण बीम में बच जाता है - जो कि लेजर है। एक सेल के अंदर एक लेजर बनाने की कुंजी एक ऑप्टिकल माइक्रॉसरोनेटेटर बना रही है - इस सेटअप का एक लघु संस्करण जो प्रकाश को सीमित करता है ताकि यह एक छोटे से गोले के अंदर प्रसारित हो, जहां यह गोलाकार सतह पर अपवर्तन द्वारा फंस गया है।
यूं की टीम ने दो अलग-अलग तरीकों से ऐसा किया। सेल में एक फ्लोरोसेंट डाई के साथ घुलने वाले तेल या प्राकृतिक वसा वाले लिपिड की एक छोटी बूंद को इंजेक्ट करके एक नरम संस्करण बनाया गया था। इसके बजाय एक कठिन संस्करण में फ्लोरोसेंट पॉलीस्टीरिन मोतियों का उपयोग किया गया है। प्रत्येक मामले में, पूरी कोशिका एक नैनोसेकंड पल्स से उत्साहित थी जो प्रकाश का उत्पादन करती थी, जो तब गोले के अंदर फंस गई।
"यह ऐसा है जब आप एक खाली कमरे में होते हैं और एक निश्चित आवाज़ की आवृत्ति प्रतिध्वनित हो जाती है, " यूं बताते हैं। “लेकिन अगर कमरे को निचोड़ा जाता है, अगर आकार और आकार बदलता है, तो गुंजयमान आवृत्ति भी बदल जाती है। हम एक ही काम करते हैं, सिद्धांत रूप में, ऑप्टिकल आवृत्ति पैमाने के साथ। कुछ प्रकाश प्रतिध्वनित हो जाते हैं और, जैसा कि यह गुहा को प्रसारित करता है, यह बढ़ जाता है और अंततः लेजर आउटपुट में बदल जाता है। ”
उस आउटपुट की चरम सटीकता एक ऐसी चीज़ है जो छोटे लेजर को इतना आशाजनक बनाती है। नरम छोटी बूंदों के संस्करण तनाव के तहत कभी भी इतने हल्के ढंग से बदलते हैं, और यह कि विरूपण लेजर के उत्सर्जन स्पेक्ट्रम में एक दृश्यमान बदलाव करता है, ताकि सेल में मिनट के बदलाव को भी ठीक से दर्ज किया जा सके। इसी तरह टीम हार्ड मोती के आकार को बदलकर थोड़ा अलग तरंग दैर्ध्य का उत्पादन कर सकती है - उन्हें विशिष्ट रंग कोड को एक अलग सेल में सक्षम करने और संभावित रूप से एक ही ऊतक के भीतर हजारों विभिन्न कोशिकाओं को लेबल करने के लिए, इस सप्ताह में प्रकाशित किया गया था प्रकृति फोटोनिक्स के अनुसार ।
एकल वसा कोशिका का एक मुखर चित्र एक बड़े लिपिड ड्रॉपलेट (नारंगी) और छोटे सेल नाभिक (नीला) को दर्शाता है। सेल के भीतर लिपिड की छोटी बूंद को प्राकृतिक लेजर के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। (मतज हमर और सेक ह्यून यूं) 
चमड़े के नीचे की वसा कोशिकाओं द्वारा उत्पन्न लेजर प्रकाश को प्रोत्साहित करने के लिए एक ऑप्टिकल फाइबर सुअर की त्वचा के एक टुकड़े में डाला जाता है। (मतज हमर और सेक ह्यून यूं) 
एक मुखर छवि कोशिकाओं (हरा), उनके नाभिक (नीला) और इंजेक्टेड तेल की बूंदों (लाल) को दिखाती है जो कोशिकाओं के भीतर ख़राब लेज़रों के रूप में काम कर रहे हैं। (मतज हमर और सेक ह्यून यूं) 
लेज़र (हरा) युक्त कई कोशिकाएं, जिनका उपयोग हजारों कोशिकाओं को विशिष्ट रूप से टैग करने के लिए किया जा सकता है। (मतज हमर और सेक ह्यून यूं) जीवित कोशिकाएं इन माइक्रोलर्स को प्राप्त करने के लिए आदर्श डिलीवरी तंत्र हैं जहां वे सबसे अच्छा कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, प्रतिरक्षा कोशिकाओं को विशिष्ट समस्याओं का जवाब देने के लिए लक्षित किया जा सकता है, इसलिए वे एक ट्यूमर या अन्य रोग स्थान के साथ बाँधने के लिए एक लेजर वितरित कर सकते हैं। एक बार जगह में, एक पतले देखते लेजर प्रकाश अनुप्रयोगों के किसी भी संख्या में प्रदर्शन कर सकता है।
उन्होंने कहा, "लेजर की वर्णक्रमीय चोटियां स्थानीय वातावरण के प्रति बहुत संवेदनशील होती हैं, और आप लेजर को डिजाइन कर सकते हैं, इसलिए यह कुछ बायोमार्कर को संवेदित करता है और जब वे छोटी शिफ्ट में भी बदलते हैं तो आउटपुट वेवलेंथ को बदल देते हैं, " यूं नोट्स। इसका अर्थ है कि लेजर कोशिका की सतहों, हार्मोन और यहां तक कि सेल के प्रोटीन उत्पादन के बारे में अत्यधिक विस्तृत जानकारी दे सकता है। लेज़रों का उपयोग व्यक्तिगत कोशिकाओं को टैग करने के लिए भी किया जा सकता है और इस प्रकार एक अधिक विस्तृत चित्र को चित्रित किया जा सकता है कि ट्यूमर जैसी बड़ी वस्तु समय के साथ कैसे बदल जाती है।
"आप ठीक से देख सकते हैं कि व्यक्तिगत कोशिकाएं शरीर में कहां जाती हैं, जो दूसरों की तुलना में पहले मेटास्टेसाइज करते हैं, और व्यक्तिगत सेल स्तर पर एक ट्यूमर के संकोचन के विकास का अध्ययन करते हैं, " यूं कहते हैं।
शायद सभी का सबसे आशाजनक यह है कि न केवल मानव स्वास्थ्य के पहलुओं पर नजर रखने के लिए, बल्कि उन्हें सक्रिय रूप से सुधारने की क्षमता है, वे कहते हैं: “ये लेजर से लैस कोशिकाओं को संभवतः प्रकाश-सक्रिय दवाओं के साथ लोड किया जा सकता है और एक विशिष्ट स्थान पर वितरित किया जा सकता है, जहां वे उदाहरण के लिए, ट्यूमर को मारने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। ”
