Вс11192017

Last update10:58:00 AM

Ученые создали первый в мире биологический лазер

МИА-МЕД: Это не совсем Циклоп, Sci-Fi супергерой из франшизы X-Men, чьи глаза производят разрушительные лучи света, но первый в мире лазер, созданный с помощью биологической клетки.

Для создания лазера использовались клетки человеческой почки. В будущем такие "биологические лазеры" могут быть созданы в живых животных с целью сканирования органов и выявления заболеваний в них.

Это не первый нетрадиционный лазер. Другие попытки включали в себя лазеры, сделаные из желе и получающие питание от ядерных реакторов. Но как вы представляете себе предоставление живой клетке такой странной способности?

Как правило, лазер состоит из двух зеркал по обе стороны от активной среды - материала, структурные свойства которого позволяют усиливать свет. Источник энергии, такой как импульсная лампа или электрический разряд, возбуждает атомы в активной среде, выпуская фотоны. Как правило, они будут выстреливать в случайных направлениях, как и в широком пучке фонарика, но лазер использует зеркала для создания направленного пучка.

В то время, как фотоны прыгают туда и обратно между зеркалами, многократно проходя сквозь активную среду, они стимулируют освобождение фотонов точно такой же длины волны, фазы и направления. В конце концов, концентрированный луч одной частоты света прорывается через одно из зеркал.

Были использованы сотни различных средств усиления в том числе различные красители и газы. Но до сих пор никто не использовал живую ткань. Главным образом из любопытства, Мэлт Сбор и Сок Хен Юн из Гарвардского университета решили поэкспериментировать с клетками млекопитающих. Они вводили в клетки человеческой почки петлю ДНК, которая кодирует зеленое флуоресцентное свечение медуз.

После размещения клетки между двумя зеркалами, исследователи обстреливали ее импульсами голубого света до тех пор, пока клетка не начала светиться. Как только зеленый свет отскочил от зеркала, определенные длины волн начали усиливаться, пока не прорвались через полупрозрачные зеркала как лазерный луч. Даже после нескольких минут генерации, клетка осталась живой и здоровой.

Основной целью Юна была простая проверка возможности существования биологического лазера, но он также обдумывал несколько возможных применений. "Мы хотели бы иметь лазер в теле животного, для генерации лазерного излучения непосредственно в его ткани", говорит он.

Для включения в клетки животных "лазерных клеток", им потребуются специальные "микрозеркала". Такими зеркалами могут стать нанокусочки металла, которые действуют как антенны для сбора света. "Ранее лазер считался исключительно достижением инженеров, теперь же мы обнаружили, что концепция лазера может быть интегрирована в биологических системах", говорит Юн.

Источник: www.infuture.ru