मानव रक्त लेजर

ट्यूमर की लेजर रोशनी। चित्रण: अल्फ्रेड पासीका / एसपीएल

जब "लेजर" शब्द का उपयोग किया जाता है, तो कई लोग डोप किए गए क्रिस्टल, अर्धचालक, सिंथेटिक रंगों और शुद्ध गैसों का उपयोग करके एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण की कल्पना करते हैं। यह वास्तव में वैकल्पिक है। लेजर को सामान्य जैविक सामग्री से बनाया जा सकता है। सिद्धांत रूप में, काम करने वाले लेज़रों को सीधे मानव शरीर के अंदर इकट्ठा किया जा सकता है ।

दरअसल, लेज़र क्या है? एक निश्चित डिजाइन जो पंप ऊर्जा को एक सुसंगत, मोनोक्रोमैटिक, ध्रुवीकृत और संकीर्ण रूप से निर्देशित विकिरण प्रवाह की ऊर्जा में परिवर्तित करता है। मोटे तौर पर, तीन चीजें आवश्यक हैं: 1) ऊर्जा का एक स्रोत; 2) सक्रिय माध्यम (सिग्नल प्रवर्धन के लिए सामग्री); 3) अनुनाद (गुहा को दर्शाती है)।

मानव कोशिकाओं से पहला लेजर (एक किडनी सेल से अधिक सटीक रूप से) , 2011 में दक्षिण कोरिया और संयुक्त राज्य अमेरिका के वैज्ञानिकों द्वारा डिजाइन किया गया था । ऑप्टिकल सिग्नल प्रवर्धन के लिए एक माध्यम के रूप में, यह हरे रंग के फ्लोरोसेंट प्रोटीन (ZFB) का उपयोग किया गया था। जब नैनोसेकंड नैनोंजल दालों द्वारा पंप किया जाता है, तो अलग-अलग कोशिकाएं एक संकीर्ण बैंड में उज्ज्वल दिशात्मक लेजर विकिरण उत्पन्न करती हैं।


पीबीएस की अभिव्यक्ति के साथ एक 293ETN यूकेरियोटिक सेल से लाइव लेजर (सेल एक मानव गुर्दे से लिया गया था)।चित्रण: नेचर फोटोनिक्स, डोई: १०.१०३ n / nphoton.2011.99। जेडबीएफ

प्रोटीन जेलीफ़िश एसेपोरिया विजोरिया फ़्लूएंस से अलग-अलग होता हैजब नीले रंग की रोशनी से प्रदीप्त होता है। सेलुलर प्रोटीन की अभिव्यक्ति का अध्ययन करने के लिए यह अभी भी सेलुलर और आणविक जीव विज्ञान में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यह एक पूरी तरह से सुरक्षित प्रोटीन है जिसे रोगी के रक्त में इंजेक्ट किया जाता है। इस प्रकार, यह मानव शरीर के अंदर लेजर विकिरण उत्पन्न करने के लिए सुरक्षित रूप से उपयोग किया जा सकता है।

भौतिक विज्ञान के उम्मीदवार Xudun (शर्मन) फैनऐनी आर्बर और मिशिगन विश्वविद्यालय के सहयोगियों ने अपने पूर्ववर्तियों के काम को जारी रखा। उन्होंने पाया कि ऑप्टिकल सिग्नल को बढ़ाने में न केवल ZFB, बल्कि एक अन्य सामान्य डायग्नोस्टिक डाई, इंडोसायनिन ग्रीन (ICG), अगर मानव रक्त कोशिकाओं के साथ मिलाया जाता है, अर्थात् रक्त प्लाज्मा के साथ। इस मामले में, आईसीजी प्लाज्मा से प्रोटीन को बांधता है और उनके साथ मिलकर एक उत्कृष्ट रूप से निर्देशित विकिरण प्रवाह उत्पन्न करता है। "खून के बिना, सिर्फ ICG, लेजर बिल्कुल काम नहीं करता है," Xudun फैन ने कहा ।



आईसीजी के साथ रक्त का मिश्रण एक छोटे परावर्तक सिलेंडर में रखा जाता है और एक पारंपरिक लेजर से प्रबुद्ध होता है, जिसके बाद रक्त उज्ज्वल दिशात्मक लेजर विकिरण उत्पन्न करना शुरू कर देता है। यह इंडोसायनिन के सामान्य प्रतिदीप्ति की तुलना में बहुत उज्ज्वल है, और यह महत्वपूर्ण है। तथ्य यह है कि आईसीजी रक्त वाहिकाओं में जम जाता है, ताकि बहुत अधिक रक्त वाले जहाजों - उदाहरण के लिए, ट्यूमर - बहुत उज्जवल चमक जाएगा। इस प्रकार, यह घातक या सौम्य ट्यूमर के निदान के लिए एक उत्कृष्ट उपकरण है।

निदान के लिए, रोगी को हानिरहित हरे इंडोसायनिन के साथ इंजेक्शन लगाया जाना चाहिए। फिर एक पारंपरिक लेजर (लेजर पॉइंटर?) के साथ त्वचा के क्षेत्र को उजागर करें - और इस क्षेत्र को अवरक्त रेंज में देखें। वैसे, साधारण डिजिटल कैमरा और स्मार्टफोन आईआर को काफी अच्छी तरह से रिकॉर्ड करते हैं - अगर आप टीवी से डी / यू रिमोट कंट्रोल पर कैमरा लेंस को इंगित करते हैं, तो आप रिमोट कंट्रोल से सिग्नल देख सकते हैं।

नतीजतन, कैंसर के ट्यूमर का एक काफी सटीक निदान घर में सामान्य चीजों का उपयोग करके किया जाता है - एक लेजर पॉइंटर और एक स्मार्टफोन (और आईसीजी)।

इसे संभव बनाने के लिए, तकनीक को दिमाग में लाना और सुरक्षा प्रक्रियाओं को विकसित करना अभी भी आवश्यक है। वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि सोने के नैनोकणों का उपयोग जीवित ऊतक में एक प्रतिबिंबित गुहा के रूप में किया जा सकता है। लेकिन सोने के नैनोकणों की सटीक एकाग्रता और आवश्यक लेजर शक्ति को निर्धारित करने के लिए प्रयोगों की एक श्रृंखला आयोजित की जानी चाहिए। लेजर ऑप्टिकल टोमोग्राफी प्रयोगों को पहले जानवरों पर चलाया जाएगा।

"अंततः, हम मानव शरीर में ऐसा करने की कोशिश करेंगे," वैज्ञानिक कार्य के लेखक कहते हैं। उन्होंने आश्वासन दिया कि लेजर शक्ति अनुशंसित सुरक्षा मानकों से कम होगी। "आप कपड़े को तलना नहीं चाहते हैं।"

प्रोफेसर फैन के वैज्ञानिक कार्य को 21 जुलाई 2016 को ऑप्टिका पत्रिका में प्रकाशित किया गया था (वैसे, इसे कवर पर भी रखा गया था संख्या), doi: 10.1364 / OPTICA.3.000809।

Source: https://habr.com/ru/post/hi397387/