از کرم خاکی و گل آفتابگردان گرفته تا انسان‌ها، همه و همه از سلول ساخته شده‌اند. بنابراین جای شگفتی نیست اگر دانشمندان کار سختی برای بررسی واحد های سازنده ی موجودات زنده داشته باشند.
آنها تا به حال اطلاعات زیادی درباره‌ی سلول کسب کرده‌اند، اما تا کنون موفق نشده بودند وزن یک سلول زنده را به دست آورده و چگونگی تغییر آن را به دقت مشاهده کنند. زیرا روش مناسبی برای این کار وجود نداشت.
دستگاه اندازه گیری سلول، با رزولوشن بالا
با همکاری کریستف گربر و ساشا مارتین از دانشگاه بازل و جیسون مرکر از کالج دانشگاهی لندن و محققانی از گروه بیوفیزیک که توسط استاد ETH، پروفسور جی مولر رهبری می‌شدند، یک مقیاس اندازه گیری جدید سلولی، یافته‌اند.
این روش نه تنها به آنها کمک می‌کند تا در یک زمان کوتاه جرم سلول زنده را به دست آورند بلکه می‌توانند نشان دهند که جرم یک سلول چگونه در طول زمان تغییر می‌کند. این اندازهگیری با دقت میلی‌ثانیه و یک تریلیونوم گرم انجام می‌شود.
سلولی که حدود دو تا سه نانوگرم وزن دارد، در شرایط کنترل شده در محیط کشت سلولی اندازه گیری می‌شود.
وسیله اندازهگیری یک ریزتراشه‌ی کوچک بر پایۀ سیلیکون شفاف که با کلاژن و فیبرونکتین پوشیده شده و در کف محیط کشت قرار داده شده و ضرباتی را به سلول وارد می‌کند. گاتهولد فلاشنر (Gotthold Fläschner)، دانشجوی دکترا، که در اختراع این دستگاه نقش داشت و بیشترین آزمایش‌ها را با استفاده از این دستگاه انجام داده، می گوید:
برای اندازه‌گیری‌ها، سلول به قسمت پایین پایه کوچک آویخته می‌شود.
مشاهده‌ی هم زمان جرم و فعالیت سلول
پایه میکروسکوپی برای به آرامی به نوسان درآوردن، توسط لیزر آبی به انتهای ثابت آن القا می‌شود. سپس لیزر مادون قرمز در انتهای دیگر نوسان‌ها (جایی که سلول ابتدا بدون سلول‌های دیگر و سپس همراه سلول‌های دیگر آویزان می‌شود) را اندازه می گیرد. دیوید مارتینز-مارتین (David Martínez-Martín) مخترع اصلی این دستگاه، توضیح می‌دهد:
جرم سلول می‌تواند از طریق محاسبه‌ی تفاوت بین دو نوسان اندازهگیری شود.
نمایشگر، وزن متغیر را به صورت منحنی نشان می‌دهد. خواندن این منحنی‌ها می‌تواند تا پایان دوره‌ی اندازهگیری (از میلی ثانیه تا چند روز) ادامه داشته باشد. دستگاه اندازهگیری که شامل محیط کشت نیز می‌شود، به طور مستقیم در جایگاه نمونه یک میکروسکوپ فلورسانس پیشرفته قرار داده می‌شود که می‌توان فرآیند‌های درون‌سلولی را نیز هنگام اندازه‌گیری‌ها با آن مشاهده کرد.
نوسانات وزن سلول زنده
اندازهگیری تغییرات وزن سلول زنده به محققان کمک می‌کند، تا موضوعاتی مثل چگونگی تغییرات سلول حین چرخه سلولی و تقسیم سلولی، تغییرات مواد مختلف روی جرم سلول، و اتفاقاتی که هنگام آلودگی ویروسی در سلول رخ می‌دهد را مطالعه کنند. مارتینز-مارتین و فلاشنر تحقیقات زیادی در این موضوعات انجام داده‌اند.
مارتینز-مارتین می‌گوید:
یکی از مشاهدات قابل توجه این بود که ما فهمیدیم که جرم سلول زنده به طور مداوم نوسان می‌کند. این نوسان حدود یک تا چهار درضد و با تنظیم وزن کلی سلول اتفاق می‌افتد.
خطاهای اندازهگیری نیز مشخص شده بودند و بیوفیزیست‌ها می توانستند اثبات کنند که سلول فقط هنگام مرگ این نوسانات مداوم را متوقف می‌کند. دانشمندان از نتایج این تحقیق بسیار شگفت زده بودند.
فلاشنر:
ما چیزهایی را می‌بینیم که تا کنون فرد دیگری موفق به دیدن آن نشده است!
مقیاس اندازه گیری سلول، در کانون توجه
از وقتی که محققان ETH این یافته‌ی جدید را معرفی کرده‌اند، علاقه‌ی زیادی به این متد نشان داده شده است. مارتینز-مارتین می‌گوید:
جرم سلول به خوبی فیزیولوژی سلول را نشان می‌دهد.
بنابراین فیزیولوژیست‌هایی از هر گرایشی به روش اندازهگیری جدید علاقه نشان داده‌اند. این موضوع همچنین می‌تواند به پزشکی و داروسازی هم مرتبط باشد؛ این روش می‌تواند در تحقیقات رشد پاتولوژیک سلول‌ها و اثر داروها روی این رشد مورد استفاده قرار بگیرد.
به طور شگفت‌انگیزی این روش مورد توجه دانشمندان مواد نیز قرار گرفته است. مارتینز-مارتین می گوید:
استفاده این دستگاه برای کاربردی‌سازی نانوذرات است. به عبارتی دیگر تغییر سطح ذرات بسیار کوچک.
این دانشمندان برای اولین بار، اختراع خود را در مجله‌ی Nature به دیگران معرفی کردند. روش اندازهگیری جدید به عنوان اختراع به ثبت رسیده است ولی با این وجود، این فرصت که دانشمندانی از زمینه های مختلف، به زودی خودشان بتوانند از این دستگاه اندازهگیری سلولی جدید استفاده کنند بهتر خواهد بود.
صاحب امتیاز این دستگاه، کمپانی سویسی Nanosurf AG تلاش می‌کند تا دستگاه را به تولید انبوه برساند.
????ممنون عالی بود