الماس يرى الخلية من الداخل ⚡ экспресс
يُعد تحديد الخلايا المفردة في التجمعات غير المتجانسة أمراً بالغ الأهمية للبحوث الطبية الحيوية والتشخيص. وتتطلب طرق الفرز الحالية واسمات موثوقة، أو قد تؤثر سلباً على حيوية الخلايا بسبب العلامات المستخدمة. وهنا، نُقدم نهجاً يعتمد على الرنين المغناطيسي النووي المُعزَّز كمومياً باستخدام مراكز النيتروجين الشاغرة في الألماس، للكشف دون واسمات عن إشارات البروتونات (^1H) داخل الخلايا. وقد مكّنت هذه الطريقة من التمييز بين خطين من الخلايا السرطانية البشرية بناءً على أزمنة الاسترخاء الشبكي المغزلي T₁ للبروتونات، والتي تعمل كتوقيع فيزيائي كيميائي ذاتي. وهذا يرسي الأساس للفرز دون واسمات في تحليل الخلايا النادرة، والطب الشخصي، والتشخيص على مستوى الخلية الواحدة.
كل خلية هي شوكة رنانة مصغرة. تجعلها نبضة مغناطيسية حادة 'ترن'، ويعتمد خفوت هذا الصوت على ما بداخلها: اللزوجة، الكثافة، التكوين. يعمل الماس الصغير ذو عيب بنيوي كميكروفون فائق الحساسية، يلتقط الأصداء المغناطيسية من الخلايا الفردية.
هذا العيب - فراغ نيتروجيني - صغير جدًا لدرجة أن الملايين منه تتسع على رأس إبرة. لكن حتى مركز واحد قادر على تسجيل المجال المغناطيسي من بضع بروتونات فقط.
اختبر الباحثون خطين من الخلايا السرطانية. واتضح أن لكل منهما وقت استرخاء نووي الهيدروجين الخاص به، كبصمة الإصبع: في الخلايا الأكثر عدوانية، يتلاشى الإشارة بشكل مختلف. بدون واسمات كيميائية أو أصباغ، التي غالبًا ما تكون مدمرة للخلايا، يحول المستشعر المصنوع من الكربون الإشارات من جزيئات الماء إلى صورة تشخيصية واضحة.
هذا النهج غير المدمر هو خطوة نحو مصنفات الخلايا في المستقبل. ستفيد في البحث عن الخلايا الجذعية النادرة، والتشخيص الشخصي، والكشف المبكر عن الأمراض.
🎯 يتسع رأس الإبرة لملايين العيوب الماسية، لكن حتى واحد منها يسجل المجال المغناطيسي لبضع بروتونات فقط.
🎬 قراءة 'جوازات السفر' الخلوية المغناطيسية تشبه عمل جهاز الترايكوردر الطبي من الخيال العلمي.