Ученые «вооружили» крошечными лазерами живые клетки

DailyTechInfo по материалам AAAS News: Scientists arm cells with tiny lasers 

Группа ученых-физиков и биологов из Сент-Эндрюсского университета, Сент-Эндрюс, Шотландия, успешно имплантировала крошечные лазеры внутрь живых клеток искусственно выращенной ткани. Эти крошечные источники когерентного света позволяют отслеживать в течение многих дней и недель процессы перемещения и функционирования отдельно взятых клеток, что требуется в некоторых случаях для проведения диагностики и определения методов лечения различных заболеваний, в частности, онкологических.

Для создания лазера любых масштабов требуется две вещи – рабочее тело лазера, материал, который может излучать свет, переходя в возбужденно состояние за счет энергии из внешнего источника. Второй частью лазера является резонансная полость, которая усиливает свет строго определенной длина волны и делает его когерентным.

Раньше ученые уже пытались создать лазерные источники света внутри живых клеток, запуская внутрь этих клеток особые флуоресцентные белки и размещая их в определенном объеме, выполняющем роль оптического резонатора. Однако шотландские ученые сделали шаг дальше, они смогли «уговорить» живую клетку так, что она поглотила крошечную сферу, изготовленную из пластика, которая выступает одновременно в качестве и рабочего тела, и резонансной полости. На приведенном ниже снимке эта сфера показана зеленым цветом.

Рисунок из статьи в Nano Letters (Schubert et al., Lasing within Live Cells Containing Intracellular
Optical Microresonators for Barcode-Type Cell Tagging and Tracking) – ВМ.

В состав материала сферы введен флуоресцентный краситель, который излучает свет с определенной длиной волны, поглощая фотоны света с произвольными длинами волн. Излученный свет резонирует внутри сферы, усиливаясь и приобретая когерентность. Естественно, что при изготовлении сфер столь малых размеров невозможно точно соблюсти их одинаковые размеры. Поэтому все изготовленные таким образом микролазеры изучают свет, длины волн которого отличаются на небольшую величину. Тем не менее, эту разницу можно зарегистрировать высокочувствительными датчиками и отличить один экземпляр клетки от другого.

В настоящее время ученым удалось внедрить лазеры лишь в искусственно выращенные клетки. Однако они уже начали работать в направлении разработки технологии имплантации, которая позволит внедрять подобные сферические лазеры в живые клетки тканей организма, что можно будет использовать для отслеживания движения клеток различных типов, к примеру, кровяных клеток или клеток злокачественных опухолей, прямо внутри тела человека.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru

24.07.2015