Исследователи из Кельнского университета разработали компактные гибкие лазеры для измерения сил внутри живых клеток, что позволит уточнить биологические процессы, включая развитие опухолей. Размер этих лазеров составляет всего 20 микрон, что сопоставимо с шириной человеческого волоса. Они функционируют по принципу «режима шепчущей галереи», где свет циркулирует и усиливается внутри эластомерной бусинки с флуоресцентным красителем, пока не образует лазерный луч.
Ранее микролазеры изготавливались из жидкостей, таких как специальные масла, которые не подходили для многих измерений из-за своей мягкости. На этот раз ученые использовали эластомер с достаточным показателем преломления и мягкостью, близкой к жесткости клеток, что важно, так как клетки чувствительны к механике окружающей среды. Кроме того, клетки легче поглощают мягкие шарики, чем масляные капли.
Информация в статье носит справочный характер и не заменяет консультацию врача. Перед применением рекомендаций обратитесь к специалисту.
Спектральные характеристики излучения лазера изменяются пропорционально приложенной силе, что позволяет измерять усилия до 50 наноньютонов, что соответствует силам, которые клетки оказывают на окружающую среду. Для калибровки использовался атомно-силовой микроскоп, который сжимал микрочастицы, в то время как ученые фиксировали излучаемый свет. Эксперименты на живых клетках показали, что лазеры остаются стабильными в течение нескольких дней.
В настоящее время исследователи работают над оптимизацией технологии, стремясь достичь более узкой вариации размеров частиц и высокой воспроизводимости в процессе производства. В будущем такие микролазеры могут помочь в изучении биологических сил в глубоких тканях, где традиционные визуальные методы не работают, например, при исследовании мышечной или сердечной ткани.
Ранее Наука Mail сообщала о том, что в России была изучена устойчивость микролазеров к высоким температурам.
Фото: hi-tech.mail.ru
Материалы проходят проверку с учетом современных клинических рекомендаций, научных данных и практического опыта врачей. Основная задача Медколлегии — обеспечить достоверность, актуальность и понятность медицинской информации для пользователей.