مواد جدید به نور مادون‌ قرمز تبدیل می‌شوند

مواد جدید به نور مادون‌ قرمز تبدیل می‌شوند

مواد جدید به نور مادون‌ قرمز تبدیل می‌شوند

کشف مسیرهای جدید برای درمان فتودینامیکی و توسعه دارو

خلاصه مطلب:

دانشمندان موفق به ساخت یک فرآیند شیمیایی برای تبدیل نور مریی به انرژی مادون‌قرمز شده‌اند که اجازه عبور بی‌ضرر به بافت زنده و مواد دیگر را بدون قرار گرفتن در معرض آسیب ناشی از تابش نور با شدت بالا را فراهم میکند.

کل داستان

تبدیل به مادون قرمزمیلیاردها لامپ مولکولی که توسط فوتون نامریی مادون‌قرمز کار می‌کنند ، نور مریی را ایجاد می‌کنند . دانشمندان دانشگاه کلمبیا در همکاری با محققانی از دانشگاه هاروارد ، موفق به توسعه یک فرآیند شیمیایی برای تبدیل نور مریی به انرژی مادون‌قرمز شده‌اند که اجازه عبور بی‌ضرر به بافت زنده و مواد دیگر را بدون آسیب ناشی از مواجهه با شدت نور بالا را فراهم می سازد. تحقیقات آن‌ها در مجله طبیعت ،شماره ۱۷ ژانویه منتشر شده‌ است .

Tomislav Rovis ، استاد شیمی در کلمبیا و یکی از نویسندگان این تحقیق ، می گوید: ” یافته‌ها هیجان‌انگیز هستند زیرا ما قادر به انجام یک سری از تغییرات پیچیده شیمیایی هستیم که معمولا ً نیاز به انرژی بالای یک منبع نور مادون ‌قرمز دارد.”

“می توان بسیاری از کاربرد های بالقوه را تصور کرد که در آن موانع در راه کنترل مواد هستند. برای مثال ، این تحقیق، امید افزایش دسترسی و اثربخشی درمان فتودینامیکی سرطان را که پتانسیل مدیریت کامل آن هنوز تحقق نیافته است را داده ‌است.”

این تیم متشکل از لوییس ام. کامپوس- استادیار شیمی در دانشگاه کلمبیا و دنیل ام . کانگریو از موسسه Rowland در هاروارد ، مجموعه‌ای از آزمایش‌ها را با استفاده از مقادیر کم یک ترکیب جدید انجام دادند که وقتی توسط نور تحریک می شد ، می توانست واسطه انتقال الکترون‌ها بین مولکول‌ها شود که در غیر این صورت ممکن بود آهسته ‌تر یا اصلا ً واکنش نشان ندهد.

کربنات سدیم به عنوان مواد تبدیل شونده

رویکرد آن‌ها ، که به عنوان تبدیل سه ‌گانه ترکیب شناخته می‌شود ، شامل یک زنجیره از فرآیندها است که اساسا ً دو فوتون مادون‌قرمز را به یک فوتون نوری مرئی ترکیب می‌کند . بیشتر فن‌آوری‌ها تنها نور مرئی را ثبت می‌کنند ، به این معنی که بقیه طیف خورشیدی به هدر می‌رود .

کربنات سدیم ادغام تبدیل انرژی ترکیبی می‌تواند نور مادون‌قرمز کم انرژی را برداشت کرده و آن را به نوری تبدیل کند که در نهایت توسط پانل‌های خورشیدی جذب ‌شود . نور مرئی به راحتی توسط بسیاری از سطوح منعکس می‌شود در حالی که نور مادون‌قرمز طول‌ موج بالاتری دارد که می‌تواند به مواد متراکم نفوذ کند .

کامپوس گفت : با این فن‌آوری ، ما قادر بودیم نور مادون‌قرمز را به طول‌موج‌های دل‌خواه و بالاتری که به ما اجازه عبور از طیف وسیعی از موانع مانند کاغذ ،قالب‌های پلاستیکی ، خون و بافت را می‌دادند ، تنظیم کنیم .

محققین حتی از طریق دو نوار گوشت خوک که دور یک فلاسک پیچیده شده بودند، مدت‌ها تلاش کردند تا مساله چگونگی نفوذ نور مرئی برای نفوذ به پوست و خون بدون آسیب رساندن به اندام‌های داخلی و یا بافت سالم را حل کنند . که این خود تاثیر به سزایی در خرید کربنات سدیم داشته است

فتودینامیک تراپی , که برای درمان برخی سرطان‌ها استفاده می‌شود, یک داروی خاص به نام یک حساس‌ کننده نوری را به کار می‌گیرد که توسط نور برای تولید شکلی بسیار فعال از اکسیژن ایجاد می‌شود که کربنات سدیم قادر به کشتن یا مهار رشد سلول‌های سرطانی است .

درمان فتودینامیکی فعلی به درمان سرطان موضعی یا سطحی محدود می‌شود .

تاثیر سود پرک و مادون قرمز در درمان سرطان 

راویس گفت : ” این فن‌آوری جدید می‌تواند PDT را به مناطقی ببرد که قبلا ً غیرقابل دسترسی بودند .” به جای مسموم کردن کل بدن با یک دارو که باعث مرگ سلول‌های بدخیم و سلول‌های سالم می‌شود ، داروی غیر سمی ترکیب ‌شده با نور مادون ‌قرمز می‌تواند به طور انتخابی محل تومور و سلول‌های سرطانی را هدف قرار دهد .

این فن‌آوری می‌تواند تاثیر گسترده‌ای داشته باشد . درمان نور مادون‌قرمز ممکن است در درمان بسیاری از بیماری‌ها ، از جمله آسیب های سکته مغزی ، رشته های عصبی و نخاع آسیب ‌دیده ، شنوایی از دست رفته و نیز سرطان ، مفید باشد .

کاربردهای بالقوه دیگری از قبیل مدیریت ذخیره سازی شیمیایی تولید نیروی خورشیدی از راه دور ، توسعه مواد دارویی ، حسگرها ، روش‌های ایمنی مواد غذایی ، کامپوزیتهای استخوانی bone – mimic و اجزا میکرو الکترونیکی پردازشگر می‌باشد.

محققان در حال حاضر فن‌آوری‌های ” تبدیل فوتون ” را در سیستم‌های زیستی دیگر آزمایش می‌کنند .

کامپوس گفت : ” این کار فرصت‌های بی نظیری را برای تغییر روش تعامل با ارگانیسم‌های زنده ایجاد می‌کند . در واقع ، در حال حاضر ما از تکنیک‌های تبدیل فوتون برای مهندسی بافت و تحویل دارو استفاده می‌کنیم .