Oamenii de știință din cadrul Școlii Medicale Harvard și ai Spitalului General Massachusetts au construit un laser organic, atât pentru a studia interacțiunile dintre sistemele electronice și cele biologice, dar și din pură curiozitate.

 

Primul laser organic din lume, construit dintr-o singură celulă vie, ar putea pava drumul către o mai bună introspecție microscopică a corpului omenesc, dar, cred experții, va putea marca și începutul unor terapii ușoare direcționate specific înspre sursele unor afecțiuni.

O singură celulă umană modificată astfel încât să emită proteină verde fluorescentă poate fi utilzată pentru a amplifica fotoni în pulsuri super-scurte de lumină laser, susțin cercetătorii.

Partea esențială a laserelor este, în general, mediul activ, adică un mediu în care se gasesc atomii aflaţi într-o stare energetică superioară celei de echilibru. În acest mediu se produce amplificarea radiaţiei luminoase, sau chiar emisia şi amplificarea ei.  Majoritatea laserelor folosesc semiconductori, cristale, sau gaze ca medii active. În cazul de față, cercetătorii au întrebuințat proteina verde fluorescentă (GFP).

Pentru a face acest lucru, cercetătorii au umplut cu o soluție GFP un cilindru lung de un inch (2,54 cm), ale cărui capete le-au acoperit cu oglinzi. Au lansat apoi pulsuri de lumină înspre dispozitiv și au confirmat că soluția GFP putea amplifica energia introdusă în scurte impulsuri de emisie laser. Acest lucru a demonstrat că proteina verde fluorescentă poate servi ca mediu activ al unui laser. GFP, izolată dintr-o meduză, emite lumină verde atunci când este expusă la lumină albastră.

Mai departe, echipa a procurat celule embrionare de rinichi uman capabile să producă GFP și au plasat una singură între două oglinzi, aflate la o distanță de numai 20 micrometri (0,02mm) una față de cealaltă. Cercetătorii au inundat celula cu lumină albastră, iar aceasta s-a aprins. Oglinzile au servit pe post de cavități optice, permițând luminii să ricoșeze repetat prin celulă și amplificând-o într-o rază verde coerentă, vizibilă cu ochiul liber.

Forma sferică a celuleli a acționat asemenea unei lentile, redirecționând lumina și, prin urmare, necesitând mai puțină energie decât în cazul experimentului cu cilindrul. Cel mai important, celulele de acest fel folosite în experiment au supraviețuit procesului și au putut produce sute de pulsuri luminoase de tip laser.

Un laser viu poate avea o gamă largă de aplicații, acesta poate fi folosit pentru activarea medicamentelor prin lumină, sau pentru câteva perfecționarea câtorva mijloace de imagistică – este dificil pentru lumina vizibilă și pentru cea UV să penetreze până foarte adânc în trupul omenesc. Eventual, laserele organice ar putea face posibile comunicațiile optice și procesarea cibernetică în interiorul corpului, folosind sisteme vii în locul aparatelor electronice.

Sursa

Comentați pe Facebook