تقنية جديدة لتصوير الجزيئات الفردية

تمهيد ثوري في مجال العلم

حقق علماء من معهد وايزمان للعلوم في إسرائيل تقدماً كبيراً في مجالات البحث العلمي، حيث تمكنوا من تطوير تقنية مبتكرة تهدف إلى مراقبة الجزيئات على مستوى فردي. هذه التقنية قد تفتح أبواباً جديدة في تشخيص الأمراض والعلاج الدوائي.

تصوّر دقيق للجزيئات

تخيل أنك بحاجة للخضوع لتصوير بالرنين المغناطيسي لركبتك. هذه التقنية تُستخدم لتحديد كثافة جزيئات الماء في الركبة بدقة تصل إلى حوالي مليميتر مكعب، مما يساعد في تشخيص إصابات مثل تمزق الغضروف. لكن، ماذا لو كنت تريد الاستكشاف على مستوى جزيء واحد، بحجم خمسة نانومترات فقط؟ هذا هو التحدي الذي يسعى العلماء لحله، حيث يتخطى حجم الجزيئات المطلوبة للرصد المعايير التقليدية بشكل كبير.

رؤية جديدة من معهد وايزمان

يعمل الدكتور أميت بينكلر، من قسم الفيزياء الكيميائية في المعهد، مع زميله دان يوديلفيتش وفريق من جامعة شتوتغارت لتحقيق هذا الهدف. في دراسة مبتكرة، استطاعوا إثبات إمكانية تصوير الإلكترونات الفردية، مما يُعتبر خطوة ثورية نحو فهم أشكال المادة بشكل أعمق. هذه التقنية، رغم أنها لا تزال في خطواتها الأولى، تعد بإمكانية انتقالنا نحو تصوير جزيئات متنوعة بطريقة يمكن أن تحدث تغييرات جذرية في تطوير الأدوية.

تجارب واعدة

تشكل تقنيات الرنين المغناطيسي أحد الأعمدة الأساسية لتشخيص العديد من الأمراض، لكن هناك قضايا تحتاج إلى معالجات. فعلى سبيل المثال، إن كفاءة قراءة الرنين المغناطيسي منخفضة جداً، حيث تتطلب عينة ضخمة تحتوي على مئات المليارات من جزيئات الماء. هذا المفهوم يؤدي إلى نتائج تميل إلى أن تكون averages وقد تُخفي بعض التفاصيل الجوهرية.

الحاجة إلى دقة أكبر

بينما يمكن للاختبارات التقليدية التقاط صورة عامة، فإن هناك حاجة لإنجاز مباشرة أكثر لفهم التفاصيل الدقيقة. وهذا ما تعمل عليه الفريق، حيث يسعى الأطباء إلى “النظر عن قرب” إلى جزيئات معينة. إن القدرة على إلقاء نظرة دقيقة يمكن أن تكشف عن معلومات حساسة في مراحل مبكرة من تطوير الأدوية.

تقنية مبتكرة لرصد الإلكترونات

وفقاً للدكتور بينكلر، فإنهم قد طوروا منهجًا يمكنه تحديد الموقع الدقيق للإلكترون باستخدام حقل مغناطيسي متغير بالقرب من عيب بحجم الذرة في الألماس الاصطناعي الذي يعمل كجهاز استشعار كمي. يتمتع هذا الجهاز بقدرة فائقة على التفاعل مع التغيرات المجاورة، مما يمنحه القدرة على التمييز بين وجود إلكترون واحد أو أكثر بدقة فائقة.

المستقبل المشرق للبحث العلمي

“هذه التقنية الجديدة يمكن أن تعزز فهمنا للعلاقة المعقدة بين التركيب، الوظيفة والديناميكية في الجزيئات”، حسبما صرح بينكلر. ويعتقد أن عليهم التقدم نحو حصول دقيق على تفاصيل الجزيئات التي تمثل محاور بحث علمية مهمة في المستقبل.

الخبرة والتوجه المهني للدكتور بينكلر

انضم الدكتور بينكلر إلى معهد وايزمان كطالب دراسات عليا، حيث أكمل درجة الماجستير والدكتوراه تحت إشراف البروفيسور إيلي زيلدوف في كلية الفيزياء. وبعد عمله في جامعة شتوتغارت، أسس مختبره الخاص في كلية الكيمياء بمؤسسة وايزمان. وبينما يعبر عن شغفه بالدراسة، يصف عمله في بيئة تفاعلية تتضمن طلابًا من مختلف التخصصات بأنه مثير للغاية ومخصب بالتجارب.

في الختام، تعد هذه الإنجازات التي حققها الفريق خطوة كبيرة نحو تحسين الفهم العلمي وتطوير أدوات جديدة ذات أبعاد تطبيقية في مجالات متعددة مثل الطب والفيزياء.