عکسبرداری از نمونه‌های جاندار به کمک میکروسکوپ الکترونی، آسیب‌های جدی به نمونه وارد می‌کند. محققان دنبال تمهیدی هستند تا این آسیب‌ها را به حداقل برسانند.

عکسبرداری از نمونه‌ها به کمک میکروسکوپ الکترونی شرایط خطرناک و بحرانی را برای موجودات زنده بوجود می‌آورد. این در حالی است که خود الکترون‌ها ممکن است که نقش حفاظتی از نمونه در فرآیند عکسبرداری را داشته باشند. محققان دریافته‌اند که باریکه‌ای از میکروسکوپ الکترونی روبشی این توانایی را دارد تا پوششی نازک که به طور طبیعی روی برخی از حشرات به وجود می‌آید را به نوعی پوشش مینیاتوری تبدیل کند. این پوشش این امکان را فراهم می‌آورد تا موجودات تا یک ساعت در خلا زنده بمانند.

تاکاهیکو هاریاما زیست‌شناسی از دانشگاه Hamamatsu (در ژاپن) و همکارانش این نتایج را در مجله Proceedings of the National Academy of Science ارائه می‌کنند[1] . یافته‌های ایشان می‌گوید که ارگانیسم‌هایی شامل سوسک بیتل و بعضی حشرات در شرایط با فشار بسیار پایین طی فرایند عکس‌برداری توسط میکروسکوپ الکترونی امکان زنده ماندن دارند.

این محققان هنگامی به این نتیجه رسیدند که مشغول بررسی زنده ماندن موجودات گوناگون در خلا شدید طی فرآیند عکس‌برداری بوسیله میکروسکوپ الکترونی بودند. اکثر ارگانیسم‌ها در این شرایط (خلا شدید) آب درونشان را از دست می‌دهند و این منجر به مرگ آن ارگانیسم (به خاطر دهیدراسیون و اختلالات فیزیکی) خواهد شد. این در حالی است که حشره «دروسوفیلا» طی ۶۰ دقیقه زنده ماند و طبیعتا با بازگشت به فشار معمول مجددا به حالت ایده‌الش رسید.

این حشرات به طور طبیعی پوششی از جنس نوعی مولکول‌ بیولوژیکی مثل پروتئین روی خود می‌سازند. از این رو محققان گمان کردند که برخورد باریکه الکترون‌ها (باریکه الکترونی مربوط به تفنگ الکترونی در میکروسکوپ الکترونی) موجب شد تا مولکول‌های پوشش مدنظر در زنجیرهای بلند (به شکل پلیمر) به هم قفل شوند. به همین علت لایه‌ای انعطاف پذیر و محافظ درست به ضخامت ۵۰-۱۰۰ نانومتر ایجاد می‌شود. ارگانیزم‌های دیگر با چنین پوشش مشابهی از قبیل زنبورهای عسل ژاپنی و نوعی از مگس‌ها تحت عنوان «پروتوفرمیا ترانوا» پس از بمباران باریکه‌های پلاسما در خلا شدید زنده ماندند. این تابش پلاسماها مشابه بمباران الکترون‌ها، خاصیت پلیمر شدن ایجاد می‌کند. گفتنی است که باریکه‌های پلاسما در حال حاضر کاربردهای صنعتی دارد[2] .

این محققین برای بررسی بیشتر فرضیه‌شان سعی کردند تا یک پوشش مصنوعی روی ارگانیسم‌هایی ایجاد کنند که از داشتن پوشش طبیعی ذکر شده محروم هستند. برای همین منظور آن‌ها این فرآیند را روی نوعی کرم تحت عنوان «دوجزیا جاپونیکا» و نوعی پشه تحت عنوان «آدس آلبوپیکتوس» امتحان کردند که از داشتن پوشش طبیعی محروم هستند. تحت بازتابش باریکه پلاسما پوشش مصنوعی مورد نظر به چیزی شبیه یک نانو پوشش موثر تغییر شکل یافت.

هم‌چنین محققان دریافتند که بسیاری از جزئیات ساختاری حشرات زنده کاملا متفاوت از حشراتی است که برای آن‌ها پوشش مصنوعی را قرار نداده‌ایم. این مطلب گواه این است که نانو پوشش مدنظر حیات حشرات را حفظ می‌کند.

به هر حال دانشمند علوم مواد رابرت سینکلر از دانشگاه Stanford در کالیفرنیا به این موضوع توجه می‌دهد که این فرآیند ممکن است تغییرات بیشتری در بر داشته باشد. از طرفی بیان می‌دارد که رهیافت‌های استفاده شده در تحقیق برای میکروسکوپ‌های الکترونی کاربرد آنچنانی ندارد.

هری هرنر زیست شناس دانشگاه ایالت Lowa می‌گوید که به هر حال اگر جز باریکه پلاسما، رهیافتی مبنی بر باریکه الکترون‌ها ارائه شود آنگاه می‌توانیم روش مطالعه روی ارگانیسم‌های زنده (نه تنها ارگانیسم‌های موجود در زمین بلکه حتی ارگانیسم‌های فرستاده شده به فضا) به کمک میکروسکوپ الکترونی را تغییر دهیم.

هاریاما و گروهش امیدوارند که موجودات کوچک با نانو پوشش را به فضا انتقال دهند. او همچنین می‌گوید آنها موفقیتی در جهت ایجاد پوشش از جنس نانو روی یک ماهی کوچک داشته‌اند.

منبع:  Nano-suit shields bugs in the void : Nature News & Comment

مرجع:

 [1]. Takaku, Y. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1221341110 (2013).

[2]. Friedrich, J. Plasma Process. Polym. 8, 783–802 (2011).