生きている細胞がミニチュアレーザーに変わった

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生きている細胞がミニチュアレーザーに変わった
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Anonim
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ナイルレッド(色素)の皮下注射後の脂肪細胞の画像。脂肪細胞に通常存在する一滴の脂肪の光共鳴により、発光が観察されます。

ハーバード大学医学部の物理学者は、マイクロサイズの光共振器を生細胞に導入してレーザーに変える方法を開発しました。この研究は、ジャーナルNature Photonicsに掲載され、NatureNewsに要約されています。

科学者たちは、液滴やミクロスフェアなどのさまざまな球形の物体を光共振器として使用しました。著者らは、液体物質の場合は注射によって、または自然に、たとえば食作用によって、それらを細胞内に配置しました。液滴には、レーザーをポンピングするために必要な放射線の吸収を高めるのに役立つ蛍光染料が含まれていました。

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共鳴するオレンジ色の輝きを放つ脂肪細胞

著者らが提案したレゾネーターは、ささやきの回廊モード効果で動作します。このような波は、全反射の影響により、円筒形、球形、およびその他の軸対称システムで観察されます。それらは立っています。つまり、これらの波の最大値の位置は時間とともに変化しませんが、共振器の形状に直接依存します。共振による励起放射は、これらのモードの強度を徐々に増加させます。新しい波束はそれぞれ、定在波と干渉(重なり)し、エネルギーに独自のエネルギーを追加します。蓄積されたエネルギーは、セルから放出されます。

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ささやきの回廊モードが音波(音)で初めて調査されました。この効果は、セントポール大聖堂のギャラリーでレイリーによって発見されました。

研究者によると、そのようなシステムは、光学ラベルをあらゆるタイプの細胞に埋め込むことを可能にします。同時に、液滴のサイズと使用する色素を変えることにより、信頼性の高いラベルを取得することができ、そのスペクトルの多様性は、人体のすべてのタイプの細胞を区別するのに十分です。

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ブタ脂肪細胞における細胞レーザーの活性化。

レーザー放射の使用は、現代の蛍光標識の問題を解決します-発光スペクトルの広いピーク。このようなピークの一般的な幅は30〜100ナノメートルです。したがって、1つのサンプル内で多数のラベルを使用すると、重複するスペクトルが観察されます。可視放射線範囲の幅は400ナノメートルです。これは、個々の細胞の識別を複雑にします。ささやきの回廊モードの効果に基づいて共振器によって生成される線の幅は、10分の1ナノメートルです。

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