Відео дня
Як можна зважити одну клітину: вчені назвали варіанти
Коли йдеться про вимірювання, більшість людей уявляють побутові чи кухонні ваги. Але у науковців завдання значно складніше: їм потрібно визначати масу об’єктів, що майже непомітні для ока.
Зважити одну клітину — це виклик, адже вона в мільйони разів менша за предмети, які ми звикли вимірювати. Виявляється, у вчених є кілька підходів для такого надточного аналізу. Деякі з них базуються на класичних законах фізики, інші — на сучасних високотехнологічних методах. Результати цих досліджень відкривають нові можливості для медицини, біології та навіть онкології, пише IFLScience.
Від закону Стокса до мікровібрацій
Історія пошуку способів зважування клітин бере початок із часів Архімеда. Його відкриття про виштовхувальну силу стало підґрунтям для подальших методів вимірювань. У XX столітті вчені скористалися законом Стокса: вони спостерігали, як дріжджові клітини занурюються у рідину та обчислювали їх масу, враховуючи швидкість падіння та в’язкість середовища. Цей підхід дозволив визначити вагу окремої клітини з дивовижною точністю — близько 79 пікограмів.
Згодом дослідники з Массачусетського технологічного інституту вдосконалили ідею, створивши підвісний мікроканальний резонатор. Коли клітини проходили через рідину всередині вібруючої балки, їхня маса змінювала коливання. Аналіз цих змін дав можливість отримати результати з точністю до фемтограмів, що стало справжнім проривом у мікробіології.
Оптичні технології
У 2012 році з’явилася ще одна інноваційна техніка — томографічна візуалізація яскравого поля. Вона дозволяє вимірювати клітини без складного обладнання, використовуючи звичайний лабораторний мікроскоп. Методика ґрунтується на аналізі світлових хвиль, що проходять крізь клітину, і дає змогу визначати її масу, об’єм і щільність у 3D-форматі.
На практиці цей підхід продемонстрував, що маса еритроцита становить приблизно 27 пікограмів. Але головна цінність технології не у вимірюванні червоних кров’яних клітин, а у перспективі дослідження онкологічних захворювань. Завдяки TBFI вчені можуть аналізувати циркулюючі пухлинні клітини в крові пацієнтів. Це відкриває шлях до нових методів діагностики та розробки ефективних схем лікування раку.
Таким чином, сучасна наука знайшла одразу кілька шляхів до вирішення надскладного завдання — зважування клітини. Від класичних фізичних законів до інноваційних оптичних технологій, усі ці методики дають змогу глибше зрозуміти біологічні процеси та наблизити медицину до нових відкриттів.
OBOZ.UA днями повідомляв, що науковці підтвердили наявність світла в живих організмах.
Підписуйтесь на канали OBOZ.UA в Telegram і Viber, щоб бути в курсі останніх подій.