ஒளி நுண்ணோக்கி ஆய்வு: 3 விஞ்ஞானிகளுக்கு வேதியியல் நோபல் பரிசு

2014ஆம் ஆண்டு வேதியியலுக்கான நோபல் பரிசை அமெரிக்க விஞ்ஞானிகள் இருவரும், ஜெர்மன் விஞ்ஞானி ஒருவரும் கூட்டாக வென்றுள்ளனர்.

அமெரிக்காவின் ஆஷ்பர்னில் உள்ள ஜேன்லியா ஃபார்ம் ரிசர்ச் கேம்பஸைச் சேர்ந்த விஞ்ஞானி எரிக் பெட்ஸிக், ஜெர்மனியின் ஹைடல்பர்க் புற்றுநோய் ஆய்வு மையம் மற்றும் மாக்ஸ் பிளாங்க் உயிர் பவுதீக வேதியியல் கழகத்தைச் சேர்ந்த விஞ்ஞானி ஸ்டீஃபன் ஹெல், அமெரிக்காவின் ஸ்டான்போர்டு பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த வில்லியம் மோர்னர் ஆகியோர் 2014ஆம் ஆண்டுக்கான வேதியியல் நோபல் பரிசை பகிர்ந்துள்ளனர்.

உயர் தொழில்நுட்ப புளூரசென்ஸ் மைக்ராஸ்கோப்-ஐ மேம்படுத்த மகத்தான பங்களிப்பு செய்ததற்காக ராயல் ஸ்வீடிஷ் அகாடமி ஆஃப் சயன்சஸ் இந்த நோபல் பரிசை வழங்கியுள்ளது.

நீண்ட காலமாக ஆப்டிகல் மைக்ராஸ்கோப் என்பது வரம்புகளுக்குட்பட்ட அளவிலேயே பயன்படுத்தப்பட முடிந்துள்ளது. ஆய்வு செய்யும் பொருள் குறித்து ஒளியின் பாதி அளவு அலைநீளத்திற்கு மேல் உயர்தெளிவை பெற முடியாத நிலை இருந்தது.

தற்போது இந்த விஞ்ஞானிகள் புளூரசெண்ட் மூலக்கூறுகள் உதவியுடன் இந்த வரம்பைக் கடந்து ஒளி நுண்ணோக்கி தொழில்நுட்பத்தில் நேனோ பரிமாணத்தை எட்ட பங்களிப்பு செய்துள்ளனர்.

இந்த 3 விஞ்ஞானிகள் செய்த சாதனை என்ன? அதனால் ஏற்படும் பயன்கள் என்ன?

ஆப்டிகல் மைக்ராஸ்கோப் 0.2 மைக்ரோமீட்டர்களுக்கு அதிகமாக தெளிவை ஒருபோதும் அளிக்காமல் இருந்து வந்தது. தற்போது புளூரசென்ஸ் மூலக்கூறுகளை பயன்படுத்தி இந்த 3 விஞ்ஞானிகளும் இந்த வரம்பை உடைத்துள்ளனர்.

இதனால் செல்களின் உள்ளே தனிப்பட்ட மூலக்கூறுகளின் ஊடாட்டத்தை சிறப்பாக அறுதியிட முடியும். நோய்களுக்கு தொடர்பான புரோட்டீன்களை இப்போது நுண்ணோக்கி மூலம் பார்க்க முடியும், மேலும் செல் பிரிவதை மிகவும் நுண்ணிய நேனோ மட்டத்தில் தடம் காண முடியும்.

17ஆம் நூற்றாண்டில் விஞ்ஞானிகள் மைக்ராஸ்கோப் மூலம் வாழும் நுண்ணுயிர்கள் பற்றி ஆராய்ச்சி செய்த போது அவர்கள் கண்கள் முன் புதிய உலகமே திறந்தது. ரத்தத்தின் சிகப்பு செல்கள், பாக்டீரியா, யீஸ்ட் செல்கள், உயிரணுக்கள் ஆகியவை பற்றிய உலகம் அவர்கள் கண் முன்னே விரிந்தன.

இதுதான் ‘மைக்ரோ பயாலஜி’ என்ற ஒரு பெரிய விஞ்ஞானத் துறையாக வளர்ச்சி கண்டது. பிற நுண்ணோக்கிகளுக்கான கண்டுபிடிப்புகளும் தொடர்ந்து வந்த போதிலும் சில வேளைகளில் எலக்ட்ரான் மைக்ராஸ்கோப் செல்களையே அழிப்பதாக அமைந்தது.

இந்த நிலையில் மைக்ராஸ்கோப்பின் வரம்புகளும் தெரியவந்தது. அதாவது ஒளியின் அலைநீளத்திற்கு தோராயமாக பாதியளவு உள்ள நுண்ணுயிரிகளை, (அதாவது 0.2 மைக்ரோமீட்டர்கள்) மைக்ரோஸ்கோப்பினால் சரியாகப் பார்க்க முடிவதில்லை.

செல்லின் உள்ளே, தனிப்பட்ட புரோட்டீன் மூலக்கூறுகளின் ஊடாட்டங்களை மரபான நுண்ணோக்கியினால் சரியாகக் கணிக்க முடியாமல் இருந்தது.

உதாரணத்திற்குக் கூற வேண்டுமென்றால், ஒரு நகரத்தின் கட்டிடங்களையே பார்க்க முடிந்தது என்று கூறலாம். கட்டிடங்களுக்குள் மனிதர்கள் எப்படி வாழ்கிறார்கள் அல்லது எப்படி தங்களுக்குள் உறவாடுகிறார்கள் என்பதை அறிய முடியவில்லை என்று கூறலாம்.

ஒரு செல் எப்படி செயல்படுகிறது என்பதை அறிய தனிப்பட்ட மூலக்கூறுகள் அதனுள் எப்படி ஊடாடுகின்றன என்பதை அறுதியிடுவது அவசியம்.

தற்போது எரிக் பெட்ஸிக், ஸ்டீபன் ஹெல் மற்றும் வில்லியம் மோர்னர் ஆகியோரது புளூரசண்ட் மூலக்கூறுகள் உதவியுடன் செய்யப்பட்ட ஆய்வில் மட்டுப்படுத்தப்பட்ட பயன்பாட்டில் இருந்த மைக்ராஸ்கோப், மேலும் நுண்ணிய மூலக்கூறுகளை ஆய்வு செய்யும் நேனோஸ்கோப்பாக வளர்ச்சியடைந்துள்ளது.

இதன் மூலம் மூளையில் உள்ள நரம்பு செல்களினிடையே நரம்புகளின் நியூட்ரான் முனைகளை மூலக்கூறுகள் உருவாக்குகின்றன என்பதை இப்போது அறிய முடியும்.

தலை முதல் உடல் முழுதும் நடுங்கும் நரம்புத் தளர்ச்சி நோயான பார்கின்சன் நோய் மற்றும் பெருமறதி நோயான அல்செய்மர் ஆகியவற்றிற்கு மூலக்காரணமான புரோட்டீன்களை இப்போது தெளிவாக தடம் காண முடியும்.

கருமுளைகளாகப் பிரியும் கருமுட்டைகளில் உள்ள தனிப்பட்ட புரோட்டீன்களை இப்போது பின்தொடர முடியும். சுருக்கமாக மருந்தில்லா நோய்களைத் தற்போது முற்றிலும் தடுப்பதற்கான மகத்தான பல ஆய்வுகளுக்கு நேனோஸ்கோப் வித்திட்டுள்ளது என்றால் அது மிகையாகாது.