شیمیدانان برای اولین بار تبدیل عناصر را مشاهده کردند: روش جدیدی برای درمان سرطان

0

شیمیدانان برای اولین بار توانستند فرآیند تبدیل یک عنصر را مشاهده کنند. شاهکاری که نتایج غیرمنتظره ای داشته و راه جدید و مطمئنی را برای درمان سرطان با تابش باز کرده است. با دیپ لوک همراه باشید…

اگر یادتان باشد، چند وقت پیش دانشمندان توانستند فرآیند بازسازی ابر الکترونی را مشاهده کنند! اما حالا دانشمندان موفق به تماشای فرآیند تبدیل عناصر به یکدیگر در یک واکنش پرتوزایی شده اند. این پژوهش که در ژورنال Nature Materials منتشر گردید توسط دانشمندان دانشگاه تافتز انجام شد. دکتر  Sykes استاد شیمی دانشگاه تافتز و نویسنده ی ارشد این مقاله، این پژوهش را با ید ۱۲۵ انجام داد، یعنی همان ایزوتوپ رادیواکتیو معروفی که برای درمان سرطان استفاده می شود. اینجا دوربینی که دانشمندان ماده را با آن نگاه می کردند، یک میکروسکوپ تونل زنی روبشی بود که با آن می توان هر اتم ید را در سطح ماده تماشا کرد. خب بیایید ما هم از لنز این میکروسکوپ نگاه کنیم و ببینیم چه اتفاقی می افتد: هر اتم ید ۱۲۵ متلاشی می شود، یک پروتون از دست می دهد و به تلوریوم ۱۲۵ تبدیل می شود. تلوریوم، یک ایزوتوپ غیررادیواکتیو عنصر تلوریوم است.

مرگ تدریجی اتم های ید!

تبدیل یک عنصر یه عنصر دیگر، زمانی رخ داد که محققان یک قطره ی آب همراه با ید ۱۲۵ را تزریق کردند و آن را روی لایه ی نازکی از طلا قرار دادند. زمانیکه آب تبخیر شد، اتم های ید با طلا پیوند برقرار کرد. سپس محققان نمونه ی کوچکی (کوچکتر از یک سکه ی ده سنتی) را در میکروسکوپ قرار دادند.

نیمه عمر اتم های ید ۱۲۵،  ۵۹ روز است، همانطور که میدانید نیمه عمر به مدت زمانی گفته می شود که یک ماده ی رادیواکتیو به خاطر واکنش های پرتوزایی، به نصف مقدار اولیه اش کاهش پیدا کند. در نتیجه اتم های ید ۱۲۵،  طی ۵۹ روز به نصف مقدار اولیه شان می رسند. به نظر شما می توان زمان تلاشی هر یک از این اتم های ید را پیش بینی کرد؟ نخیر! غیرممکن است بتوان زمان تبدیل هر یک از تریلیون اتم موجود در نمونه به تلوریوم را پیش بینی کرد! خب پس راه حل چیست؟ صبر! محققان چندین هفته و هر روز بیش از ۱۸ ساعت کار کردند تا این فرآیند های تبدیل و تلاشی را از دست ندهند و این صبر نتیجه داد و سرانجام آنها موفق به گرفتن تصاویر میکروسکوپ تونل زنی روبشی شدند که نقاط کوچکی به اندازه ی اتم را در سراسر سطح نشان می داد. این تصاویر با همکاری دکتر Angelos Michaelides، استاد شیمی نظری در UCl تفسیر شد.

اما از کجا معلوم آنها واقعاً تبدیل را مشاهده کرده اند؟ برای اطمینان، آنها یکی از نمونه ها را بیش از چندماه با یک طیف سنج فوتوالکترونی پرتوی ایکس مطالعه کرده و  آرایش شیمیایی دقیق آن را تعیین کردند و بنابراین این اطمینان حاصل شد که آنها فرآیند تبدیل نمونه را مشاهده کرده اند.

بازشدن درهای تازه ای برای نابودی سرطان…

این نمونه، الکترون های کم انرژی را تابش می کند. این الکترون ها برای درمان تومورهای سرطانی بسیار موثراند. می پرسید چگونه؟ این الکترون های کم انرژی به DNA سلول های سرطانی می تابند و آنها را قطعه قطعه می کنند، یعنی سلول های سرطانی را به طرز فجیعی می کشند! اما از آنجایی که این الکترون ها نمی توانند بیشتر از ۱ تا ۲ نانومتر (به منظور مقایسه: عرض یک تارموی انسان ۶۰۰ هزار نانومتر است) جابه جا شوند، بر بافت ها و ارگان های مجاور اثری نخواهد داشت.  دانشمندان براساس داده های جامعه ی پزشکی، تعداد این الکترون های کم انرژی را محاسبه کردند و دریافتند که ید ۱۲۵ پیوندیافته با طلا، نسبت به اتم های ساده ی ید ۱۲۵، الکترون های کم انرژی را ۶ مرتبه بیشتر تابش می کنند. در واقع طلا مانند یک بازتاب کننده و تقویت کننده عمل می کند. دانشمندان می دانند که اگر هر نوع تابشی را روی یک فلز بتابانند، این جریان بزرگ الکترون های کم انرژی بدست خواهد آمد.

نتایج این پژوهش بسیار ارزشمندند، چرا؟ چون این یافته ها، راه جدیدی را در رادیوتراپی باز می کنند: ساختن نانوذرات طلا، پیوند دادن آنها با ید ۱۲۵ و سپس اضافه کردن نانوذرات به آنتی بادی با هدف قرار دادن آنها در تومورهای بدخیم و قرار دادن آنها در یک مایع که بیماران سرطانی می توانند به راحتی و از طریق یک تزریق دریافت کنند. از لحاظ نظری، نانوذرات به تومور متصل می شوند و الکترون های کم انرژی را تابش می کنند. حالا این الکترون های کم انرژی مثل یک تفنگ قدرتمند، DNA تومورهای سرطانی را تخریب می کند. یکی دیگر از مزایای بسیار مهم این نانوذرات مبتنی بر طلا این است که می توانند به راحتی از بدن خارج شوند، برخلاف ید۱۲۵ آزاد که می تواند در غده ی تیروئید انباشته شده و ایجاد سرطان کند.

این رویکرد می تواند روش های درمانی تابشی جاری را بهبود ببخشد. در حال حاضر پزشکان برای درمان بعضی سرطان ها، از رادیوایزوتوپ های (شامل ید ۱۲۵) داخل کپسول های تیتانیوم استفاده می کنند که این درمان ها، دارای تاثیر کمتری هستند. حالا یکی دیگر از زمینه هایی که فکر این دانشمندان را به خود مشغول کرده، چگونگی حرکت الکترون های کم انرژی از طریق مایعات بیولوژیکی است.

منبع: phys.org

برای دریافت تازه ترین مقالات دیپ لوک، کافیست ایمیل خود را در فیلد زیر وارد کنید: [wysija_form id=”1″]

زاده ی اردیبهشت ۶۹ و دانشجوی دکترای شیمی کوانتوم محاسباتی در دانشگاه شهید بهشتی است.او علاقمند به دنیای کوانتوم، تکنولوژی، فوتبال و موسیقی (رپ/راک) بوده و علاوه بر سردبیری دیپ لوک، به طراحی وب و نویسندگی در گجت نیوز، بیگ تم و ماهنامه GB جی اس ام مشغول است.

ارسال نظر


*