จุดควอนตัมแพร่กระจายภายในเซลล์ที่มีชีวิตในรูปแบบเกือบสองมิติ ผลลัพธ์นี้ ซึ่งได้มาจากการใช้เทคนิคกล้องจุลทรรศน์ 3 มิติแบบใหม่ที่สามารถติดตามอนุภาคเดี่ยว ฉายแสงใหม่บนการแพร่กระจายภายในเซลล์ ซึ่งเป็นกระบวนการที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเคลื่อนที่ของโมเลกุลไปรอบๆ เซลล์และสำหรับการไกล่เกลี่ยกิจกรรมที่สำคัญอื่นๆ ตามที่ผู้นำการศึกษาHui Liนักชีวฟิสิกส์
ในกรุงปักกิ่ง
และมหาวิทยาลัย กล่าวว่าการเคลื่อนไหวแบบ 2 มิติที่เขาและเพื่อนร่วมงานสังเกตเห็นนั้นแข็งแกร่งและเกิดจากสถาปัตยกรรมที่ซับซ้อนของเซลล์ชีวภาพ “ยึดติด” แบบแบนที่พวกเขาศึกษา ควอนตัมดอทเป็นโพรบที่เหมาะสำหรับการศึกษาการแพร่กระจายภายในเซลล์ในเซลล์ที่มีชีวิต
พวกมันมีขนาดใกล้เคียงกับโมเลกุลขนาดใหญ่ภายในเซลล์ และสามารถทำเลียนแบบวัสดุชีวภาพได้ค่อนข้างง่าย โดยการเคลือบพื้นผิวของพวกมันด้วยโมเลกุลอินทรีย์ อย่างไรก็ตาม การศึกษาก่อนหน้านี้อาศัยการวัดการเคลื่อนที่แบบสองมิติเป็นหลัก โดยมีสมมติฐานว่าการแพร่แบบสามมิติเป็นส่วนขยาย
ของการแพร่แบบ 2 มิติและเป็นไอโซโทรปิก ผลงานชิ้นใหม่นี้เผยให้เห็นว่าการแพร่กระจายนั้นแท้จริงแล้วเป็นแบบแอนไอโซทรอปิกสูง ต้องขอบคุณสถาปัตยกรรมที่แตกต่างกันของโครงสร้างเซลล์ต่างๆ จากพฤติกรรมการแพร่กระจายแบบ quasi-2D ที่พวกเขาสังเกตเห็น Li และเพื่อนร่วมงานอนุมาน
ถึงการมีอยู่ของโครงสร้างระนาบภายในไซโตพลาสซึม ซึ่งเป็นสารละลายหนาที่ประกอบด้วยน้ำ เกลือ และโปรตีนเป็นส่วนใหญ่ซึ่งเติมเซลล์แต่ละเซลล์และปิดล้อมด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ พวกเขายังแนะนำว่าโครงสร้างระนาบเหล่านี้เป็นวิธีการขนส่งโมเลกุลอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพโดยการแพร่กระจาย
ภายในเซลล์ กล้องจุลทรรศน์ติดตามอนุภาคเดี่ยว 3 มิติ Li และเพื่อนร่วมงานได้รับผลลัพธ์โดยใช้ส่วนขยายของเครื่องมือติดตามอนุภาคเดี่ยวแบบ 2 มิติ (SPT) ที่พวกเขาพัฒนาขึ้นในปี 2558 เช่นเดียวกับรุ่นก่อนหน้า 3D SPT ใหม่อาศัยการติดตามจุดควอนตัมจุดเดียวในเซลล์ “ยึดติด”
ซึ่งเป็นหนึ่ง
ในเซลล์ที่มากที่สุด ชนิดของเซลล์ชีวภาพทั่วไป และแบบจำลองทางเลือกสำหรับการศึกษาเซลล์
ในขณะที่วิธีการก่อนหน้านี้สามารถวัดตำแหน่งของอนุภาคในแนวขวาง (ทิศทาง x และ y) ได้เท่านั้น อย่างไรก็ตาม ยังเผยให้เห็นพฤติกรรมการแพร่กระจายที่แตกต่างกันและแบ่งเป็นส่วนๆ
ในเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม ซึ่งเป็นโครงสร้างเซลล์ที่มีบทบาทสำคัญในการสังเคราะห์โปรตีน การพับ และขนส่ง. อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถแสดงให้เห็นว่าจุดต่างๆ แพร่กระจายผ่านไซโตพลาสซึมในทั้งสามทิศทางในอวกาศได้อย่างไร วิธีการใหม่นี้เอาชนะข้อบกพร่องนี้ได้เนื่องจากสามารถวัดตำแหน่
งในแนวแกน (ทิศทาง z) ของอนุภาคได้เช่นเดียวกับตำแหน่งด้านข้างของอนุภาคด้วยความละเอียดเพียง 35 นาโนเมตร เข้าร่วมจุดเพื่อปรับปรุงกล้องจุลทรรศน์ 2D SPT นักวิจัยปักกิ่งต้องสร้างส่วนประกอบเพิ่มเติมสองส่วนสำหรับมัน: เครื่องมือล็อคโฟกัสเพื่อกำจัดการเลื่อนในแนวดิ่ง
ในการทดลอง นักวิจัยบรรจุจุดควอนตัมดอทลงในไซโตพลาสซึมของเซลล์มะเร็งของมนุษย์ที่เพาะเลี้ยง (A549) เมื่อพวกเขาแปลตำแหน่งของอนุภาคโดยใช้วิธีการ 3D SPT ใหม่แล้ว พวกเขาก็จะ “รวม” จุดต่างๆ เพื่อสร้างวิถีการเคลื่อนที่ผ่านไซโตพลาสซึม เทคนิคนี้ช่วยให้พวกเขาวิเคราะห์วิถีการเคลื่อนที่
ในแง่ของประเภทการเคลื่อนที่ (นั่นคือ การเคลื่อนที่แบบบราวนิ่ง การเคลื่อนที่แบบกระจายย่อย หรือการเคลื่อนที่แบบจำกัดขอบเขต) และยังให้ข้อมูลเกี่ยวกับพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น อัตราการแพร่ “การแพร่กระจายภายในเซลล์มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเคลื่อนย้ายโมเลกุลในเซลล์และเป็นสื่อกลาง
ในกระบวนการต่างๆ ของเซลล์ที่สำคัญ” “การค้นพบของเราชี้ให้เห็นว่าเซลล์อาจใช้สถาปัตยกรรมของไซโตพลาสซึมเพื่อควบคุมไดนามิกการแพร่กระจายภายในเซลล์และควบคุมการขนส่งโมเลกุลขนาดใหญ่” อันที่จริง การแพร่กระจายแบบกึ่ง 2 มิติของจุดที่มีการเคลื่อนไหวจำกัดในทิศทางตามแนวแกน
ดูเหมือน
จะส่งเสริมการเคลื่อนย้ายโมเลกุลอย่างมีประสิทธิภาพ และลดเวลาการแพร่กระจายของอนุภาคให้สั้นลง สมาชิกของทีมงานปักกิ่งซึ่งรายงานผลงานของพวกเขากำลังวางแผนที่จะรวมเทคนิค 3D SPT เข้ากับการถ่ายภาพเซลล์ย่อยแบบไดนามิก เพื่อสำรวจความสัมพันธ์ระหว่างการแพร่กระจาย
แบบ quasi-2D ที่พวกเขาสังเกตเห็นกับสถาปัตยกรรมเซลล์ได้ดียิ่งขึ้น “เรากำลังตรวจสอบการแพร่กระจายภายในเซลล์ในเซลล์ที่อพยพอย่างรวดเร็วเพื่ออธิบายกลไกทางกายภาพที่อยู่เบื้องหลังการแพร่กระจายของเซลล์” Li กล่าว “นี่เป็นโครงการที่น่าตื่นเต้นที่สุดของเราในตอนนี้”
อันที่จริงแล้วเข้ากันได้กับการวัดมวลของโปรตอนเมื่อเร็วๆ นี้ ซึ่งมีค่าน้อยกว่าค่าอ้างอิงก่อนหน้านี้อย่างคาดไม่ถึง” กล่าวเสริม “นั่นหมายความว่าโปรตอนดูเหมือนจะเบากว่าที่เราคิดไว้” การวัดที่แม่นยำมากใน HD + ยังสามารถช่วยไขปริศนาที่สำคัญ และมีการถกเถียงกันอย่างถึงพริกถึงขิงในฟิสิกส์
รวมทั้งไขปริศนาว่าทำไมรัศมีของโปรตอน จึงเล็กกว่าที่คาดไว้ การทราบมวลของโปรตอน (และแอนตี้โปรตอน) ด้วยความแม่นยำสูงยังช่วยให้นักวิจัยเข้าใจได้ว่าทำไมในเอกภพจึงมีสสารมากกว่าปฏิสสาร แม้ว่าปริมาณที่เท่ากันของสสารแต่ละชนิดจะถูกสร้างขึ้นในบิกแบงก็ตาม
เนื่องจากอุณหภูมิภายในพลาสมาสูงทำให้เส้นสเปกตรัมพร่ามัว ทีม แก้ปัญหาด้วยการเติมไอออนออกซิเจนลงในพลาสมา: ไอออนเหล่านี้ถูกรบกวนจากความร้อนและความหนาแน่นภายในพลาสมาน้อยลง และสร้างเส้นสเปกตรัมที่ชัดเจน ทีม สามารถวัดเส้นสเปกตรัมของออกซิเจน
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
