ارتقاء نسل نانولیزرها/نانو لیزری خاص که پتانسیل درمان اختلالات عصبی و نشانگرهای زیستی را ‏دارا می باشد

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری به نقل از ساینس دیلی (sciencedaily)، محققان دانشگاه های نورث وسترن و کلمبیا (Northwestern and Columbia Universities) موفق به ساخت نانو لیزر خاصی شده اند که می تواند بدون آسیب رساندن به بافت های زیستی و زنده، در آنها به فعالیت خود بپردازد.

این نانو لیزر خاص ضخامتی برابر با 50 تا 150 نانومتر (nanometers) داشته و معادل با 0.001 ضخامت موی انسان می باشد و قابلیت تصویربرداری و ترمیم بافت های زنده را دارا می باشد.

این پهنا از پرتو لیزر برای بافت های زیستی مناسب بوده و قدرت درمان بیماری ها و اختلالات مغزی عصبی عمیق مانند صرع را از طریق شناخت نشانگر های بیولوژیکی بیماری دارا می باشد. این لیزر ذاتاً زیست سازگار بوده و می تواند با طول موج های طولانی تر از نور ایجاد و در طول موج های کوتاه تر ساطع گردد.

تری اودوم (Teri Odom) از دانشگاه نورث وسترن (Northwestern ) که رهبری این تیم تحقیقاتی را برعهده داشت اذعان نمود که بمنظور انجام اینگونه از تصویربرداری های خاص و نفوذ دقیق تر به بافت های زیستی، طول موج هایی بلندتر از طول موج نور مورد نیاز می باشد. ما سیستمی را طراح نموده ایم که می تواند به راحتی و بدون آسیب به اعماق بافت های خاص نفوذ نماید.

همچنین این نانو لیزر می تواند در فضاهایی بسیار محدود، مانند مدارهای کوانتومی و ریزپردازنده های الکترونیکی فوق سریع و کم مصرف فعالیت نماید. این نسل از نانولیزرها نسبت به همتایان ماکروسکوپی خود بسیار کارآمد می باشند.

پی جیمز شاک (P. James Schuck) از دانشکده مهندسی دانشگاه کلمبیا (Columbia University's School of Engineering) افزود: بطور معمول، اینگونه از لیزرهای خاص بمنظور فعال سازی به طول موج هایی کوتاه مانند نورهای فرابنفش نیاز دارند و این امواج می توانند با ایجاد گرمای نامتعارف و زیاد به بافت های زیستی آسیب رسانند. در این تحقیق و با استفاده از ارتقاء و تبدیل فوتونی (photon upconversion)، مشکلات متداول در مسیر استفاده از نانولیزر ها برطرف شده است. 

در این فرآیند تبدیل و ارتقاء، فوتون های با سطح انرژی پایین تر جذب و به فوتون هایی با سطح انرژی بالاتر تبدیل می گردند

در این پروژه تحقیقاتی، فعالیت با استفاده از فوتون های مادون قرمز با سطح انرژی پایین (زیست دوست) آغاز می گردد، سپس فرایند تبدیل به پرتوهای لیزری قابل رویت صورت می پذیرد.

این مقاله علمی در تاریخ 23 سپتامبر 2019 مطابق با اول مهرماه 1398، با همکاری تری اودوم (Teri Odom) و پی جیمز شاک (P. James Schuck) از دانشکده مهندسی دانشگاه کلمبیا (Columbia University's School of Engineering) در مجله علمی نیچر متریال (Nature Material) منتشر گردید.