10:02 ص
فيزياء الكم
صمم الباحثون أداة جديدة لدراسة الجزيئات باستخدام الليزر ، وكاشفات الضوء والضوء. هذه التكنولوجيا الجديدة سوف تكشف عن هياكل الجزيئات مع مزيد من التفاصيل والخصوصية.
"نحن نعيش في العالم الجزيئي حيث تصنع معظم الأشياء من حولنا من الجزيئات: الهواء ، والأطعمة ، والمشروبات ، والملابس ، والخلايا ، وأكثر من ذلك. دراسة الجزيئات باستخدام أسلوبنا الجديد يمكن استخدامها في الطب أو الصيدلة أو الكيمياء أو المجالات الأخرى" وقال أستاذ مشارك تاكورو Ideguchi من معهد جامعة طوكيو للعلوم والتكنولوجيا الفوتون.
تجمع التقنية الجديدة بين تقنيتين حاليتين في نظام فريد يسمى التحليل الطيفي الذبذبي التكميلي. جميع الجزيئات لها اهتزازات صغيرة ومميزة للغاية بسبب حركة نواة الذرات. تكتشف الأدوات التي تسمى الطيف كيف تسبب هذه الاهتزازات في امتصاص الجزيئات أو انتشارها. تقتصر تقنيات التحليل الطيفي الحالي على نوع الضوء الذي يمكن قياسه.
يمكن لمقياس الذبذبات التكميلي الجديد الذي صممه الباحثون في اليابان قياس طيف أوسع من الضوء ، يجمع بين أطياف محدودة أكثر من أداتين أخريين ، تسمى امتصاص الأشعة تحت الحمراء وطيف انتثار رامان. الجمع بين اثنين من تقنيات التحليل الطيفي يعطي الباحثين معلومات مختلفة ومتكاملة حول الاهتزازات الجزيئية.
وقال إيدجوتشي: "لقد تساءلنا عن" المنطق السليم "لهذا المجال وقمنا بتطوير شيء جديد. ويمكن الآن قياس أطياف رامان والأشعة تحت الحمراء في وقت واحد".
يعتمد التحليل الطيفي الذبذبي التكميلي على مطياف فورييه ثنائي الاتجاه مع الليزر النبضي الفائق القصر. يتم إجراء قياس رامان عن طريق التحليل الطيفي المترابط للرامان المتحول من فورييه. يتم إجراء قياس الأشعة تحت الحمراء عن طريق التحليل الطيفي لامتصاص الأشعة تحت الحمراء فورييه بتحويل الأشعة تحت الحمراء المتولدة في بلورة غير خطية. الائتمان: تاكورو Ideguchi
لم يتمكن الطيف السابق من اكتشاف موجات الضوء بأطوال تتراوح من 0.4 إلى 1 ميكرومتر (مطيافية رامان) أو من 2.5 إلى 25 ميكرومتر (التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء). الفجوة بينهما يعني أن رامان والأشعة تحت الحمراء الطيفي كان لا بد من تنفيذها بشكل منفصل. إن القيد يشبه محاولة الاستمتاع بثنائي ، لكن يُجبر على الاستماع إلى الجزأين بشكل منفصل.
يمكن للكشف الطيفي الذبذبي التكميلي اكتشاف موجات الضوء حول الأطياف المرئية القريبة من الأشعة تحت الحمراء والمتوسطة. جعلت التطورات في تكنولوجيا الليزر النابض القصر القصر الطيفي الاهتزازي ممكن.
داخل مطياف الذبذبات التكميلي ، يرسل ليزر من التيتانيوم والياقوت نبضات من الأشعة تحت الحمراء القريبة بعرض 10 فيمتوثانية (10 كوادريليون من الثانية) نحو العينة الكيميائية. قبل الوصول إلى العينة ، يركز الضوء على بلورة سيلينيد الغاليوم. البلورة تولد نبضات ضوء الأشعة تحت الحمراء. بعد ذلك ، يتم تركيز نبضات الضوء القريبة والأشعة تحت الحمراء على العينة ، ويتم الكشف عن موجات الضوء الممتصة والمتناثرة بواسطة أجهزة الكشف الضوئي وتحويلها في وقت واحد إلى أطياف رامان والأشعة تحت الحمراء.
حتى الآن ، اختبر الباحثون أسلوبهم الجديد على عينات من المواد الكيميائية النقية الشائعة في مختبرات العلوم. يأملون أن يتم استخدام هذه التقنية يومًا ما لفهم كيفية تغيير الجزيئات في الشكل في الوقت الفعلي.
"خاصة بالنسبة لعلم الأحياء ، نستخدم المصطلح" خالي من الملصقات "في التحليل الطيفي للاهتزازات الجزيئية لأنه غير موسع ويمكننا تحديد الجزيئات دون إرفاق علامات الفلورسنت الاصطناعي. نعتقد أن التحليل الطيفي للاهتزاز التكميلي يمكن أن يكون تقنية فريدة ومفيدة للقياسات الجزيئية ، "قال Ideguchi.
ليست هناك تعليقات: