Language
Country/Area
No result found
من النانو إلى الماكرو: كيف يخترق الفحص المجهري الممتد قيود المجهر الضوئي؟
مبادئ المجهر التوسعي
المفهوم الأساسي للمجهر التوسعي هو توسيع العينة باستخدام أنظمة البوليمر. وهذا يعني أن شبكة البوليمر يتم إدخالها أولاً في عينة خلية أو نسيج، ثم يتم توسيعها فعلياً من خلال تفاعل كيميائي لزيادة حجم البنية البيولوجية. تشير الأبحاث إلى أن التكنولوجيا اليوم قادرة على توسيع العينات إلى 16 ضعف حجمها الأصلي، وهو إنجاز يجعل تحقيق نتائج لم يكن من الممكن تحقيقها من قبل أمراً ممكناً.
إن الميزة الأكبر لهذه التقنية هي أنها لا تتطلب معدات مجهرية متخصصة باهظة الثمن، كما أن تكلفة المواد المطلوبة منخفضة نسبيًا.
الخلفية التاريخية لتقنية المجهر التوسعي
تم اقتراح المجهر التوسعي لأول مرة من قبل الباحثين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا فاي تشين، وبول دبليو تيلبيرج، وإدوارد بويدن في عام 2015. ومنذ ذلك الحين، ظهرت العديد من التطبيقات، التي تركز بشكل رئيسي على تحليل العينات البيولوجية. في عام 2016، نشر الباحثون أوراقًا بحثية قدمت حلولاً للقيود التي تفرضها المجسات المسمىة التقليدية لـ ExM، مما يجعل من الممكن استخدام هذه التقنية مع مجسات المجهر التقليدية. وبحلول عام 2021، سوف تظهر إلى الوجود أيضًا تقنية التسلسل المكاني الدقيق (ExSeq) المعتمدة على تقنية المجهر الموسع.مجالات التطبيق والإمكانات الطبية
لا تقتصر تطبيقات المجهر التوسعي على الأبحاث البيولوجية الأساسية. فيما يتعلق بتشخيص الأمراض، يوفر المجهر التوسعي أداة تصوير يمكن استخدامها للعينات السريرية، والتي يمكنها عرض الجزيئات البيولوجية والهياكل الصغيرة داخل الخلايا بوضوح. وهذا يتيح للأطباء تقييم الحالات المرضية بشكل أكثر دقة في حالات معينة، مثل التنكس الأنبوبي الكلوي، وأورام الثدي في مرحلة مبكرة، والتمييز بين الأنسجة الطبيعية والسرطانية.في المستقبل، ومع المزيد من تطوير التكنولوجيا، قد يكون المجهر التوسعي قادرًا على توفير ملاحظات مورفولوجية على نطاق النانو لمجموعة متنوعة من عينات الأعضاء البشرية.
تطبيقات علم الأعصاب
في علم الأعصاب، أدى التوسع المجهري أيضًا إلى العديد من الاكتشافات الجديدة. يتمكن الباحثون من التركيز على الدوائر العصبية في الدماغ، مما يجعل من الأسهل رسم خرائط للاتصالات العصبية. يتم تثبيت الجزيئات الحيوية خارج الخلية، مثل البروتينات والأحماض النووية، بقوة على البوليمر، مما يسمح بتصويرها بوضوح باستخدام المجهر العادي بعد التوسع. مميزات وعيوب المجهر التوسعي بالمقارنة مع تقنيات المجهر الأخرى، فإن المجهر التوسعي يتمتع بميزة كبيرة من حيث التكلفة والفعالية. نظرًا لأنه لا يتطلب استثمارًا باهظ الثمن في المعدات، فمن الممكن تحقيق التصوير عالي الدقة باستخدام المجهر الضوئي القياسي فقط. ومع ذلك، فإن عملية إعداد ExM ليست سهلة ويجب ضمان سلامة كل خطوة، وإلا فقد تتأثر وضوح الصورة النهائية.قد تؤدي الأخطاء أثناء أي من هذه الخطوات إلى انحلال أو توسع غير متساوٍ للخلايا، مما قد يؤثر سلبًا على جودة الصورة.
باختصار، لا يمكن للمجهر التوسعي تحسين دقة الصورة بشكل كبير فحسب، بل لديه أيضًا مجموعة واسعة من إمكانات التطبيق، من البحث الأساسي إلى التشخيص السريري، مع تأثير بعيد المدى. ومع ذلك، وبينما نستمر في توسيع تطبيقاتها، يجب علينا أيضًا أن نفكر في الكيفية التي ستغير بها تكنولوجيا المجهر التوسعي فهمنا وتطبيقنا لعلم الأحياء والطب عندما تصبح أكثر نضجًا.
