Как можно взвесить одну клетку: ученые назвали варианты

Когда речь идет об измерениях, большинство людей представляют бытовые или кухонные весы. Но у ученых задача значительно сложнее: им нужно определять массу объектов, которые почти незаметны для глаза.

Видео дня

Взвесить одну клетку — это вызов, ведь она в миллионы раз меньше предметов, которые мы привыкли измерять. Оказывается, у ученых есть несколько подходов для такого сверхточного анализа. Некоторые из них базируются на классических законах физики, другие — на современных высокотехнологичных методах. Результаты этих исследований открывают новые возможности для медицины, биологии и даже онкологии, пишет IFLScience.

От закона Стокса до микровибраций

История поиска способов взвешивания клеток берет начало со времен Архимеда. Его открытие о выталкивающей силе стало основой для дальнейших методов измерений. В XX веке ученые воспользовались законом Стокса: они наблюдали, как дрожжевые клетки погружаются в жидкость и вычисляли их массу, учитывая скорость падения и вязкость среды. Этот подход позволил определить вес отдельной клетки с удивительной точностью — около 79 пикограмм.

Впоследствии исследователи из Массачусетского технологического института усовершенствовали идею, создав подвесной микроканальный резонатор. Когда клетки проходили через жидкость внутри вибрирующей балки, их масса меняла колебания. Анализ этих изменений дал возможность получить результаты с точностью до фемтограмм, что стало настоящим прорывом в микробиологии.

Оптические технологии

В 2012 году появилась еще одна инновационная техника — томографическая визуализация яркого поля. Она позволяет измерять клетки без сложного оборудования, используя обычный лабораторный микроскоп. Методика основывается на анализе световых волн, проходящих сквозь клетку, и позволяет определять ее массу, объем и плотность в 3D-формате.

На практике этот подход продемонстрировал, что масса эритроцита составляет примерно 27 пикограммов. Но главная ценность технологии не в измерении красных кровяных клеток, а в перспективе исследования онкологических заболеваний. Благодаря TBFI ученые могут анализировать циркулирующие опухолевые клетки в крови пациентов. Это открывает путь к новым методам диагностики и разработки эффективных схем лечения рака.

Таким образом, современная наука нашла сразу несколько путей к решению сверхсложной задачи — взвешивания клетки. От классических физических законов до инновационных оптических технологий, все эти методики позволяют глубже понять биологические процессы и приблизить медицину к новым открытиям.

OBOZ.UA на днях сообщал, что ученые подтвердили наличие света в живых организмах.

Подписывайтесь на каналы OBOZ.UA в Telegram и Viber, чтобы быть в курсе последних событий.