צפייה בנגיפים בפרטי פרטים

חוקרים הדגימו את היתרונות של חומר צביעה טבעי ולא-רדיואקטיבי על ידי צפייה בנגיפים ברמת הננומטר. החומר החדשני הוא חומר יציב מבחינה מבנית ומהווה מולקולה טבעית בעלת זמן מדף ארוך יותר מאשר החומר הרדיואקטיבי המשמש לרוב למטרה זו, אוראניל אצטאט (uranyl acetate)

[תרגום מאת ד”ר משה נחמני]

חוקרים יכולים לצפות בפרטי הפרטים הקטנים ביותר ברמה אטומית באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים חודר (TEM) על ידי הקרנה של אלומת אלקטרונים דרך דגימה ולכידת יחסי הגומלין ביניהם במטרה לקבל תמונה. אולם, לעיתים דגימות זעירות עלולות להתחמק מהאלקטרונים עצמם, כך שהם נדרשים לטיפול מיוחד באמצעות מתכות כבדות על מנת להבטיח את יחסי הגומלין הנובעים מהם. על מנת לראות נגיפים, למשל, התקן הנוכחי הוא להטביל את דגימת הנגיף בתמיסה המכילה חומר רדיואקטיבי הקרוי בשם אוראניל אצטאט. התמונות המתקבלות הן ברורות, אולם התהליך להשגת ואחסון התמיסה של המתכת הכבדה הרדיואקטיבית (אורניום) עשוי להיות מחסום מורכב עבור החוקרים, זאת לדבריו של Masahiro Sadakane, פרופסור לכימיה יישומית באוניברסיטת הירושימה ביפן. החוקר ועמיתיו מצאו לאחרונה כי טיפול לא-רדיואקטיבי יכול לייצר את אותן תמונות ברורות ומפורטות, זאת ללא הצורך בחומר הרדיואקטיבי. ממצאי המחקר שלהם פורסמו בחודש מאי בכתב העת המדעי Scientific Reports. 

“צפייה במבנה של נגיפים הוא תהליך חיוני בתחום חקר הנגיפים, שעבורו מיקרוסקופ אלקטרונים חודר מהווה את השיטה השימושית ביותר מאחר והיא מאפשרת צפייה ישירה ברמה הננומטרית, אולם כרגע היא מחייבת שימוש בחומרי צביעה שלילית המכילים בתוכם יסודות כבדים ורדיו-אקטיביים”, אומר החוקר הראשי. “תרכובות חדשניות ולא רדיו-אקטיביות, עבור צפייה פשוטה, מהירה, וברורה עבור שימוש במיקרוסקופ אלקטרונים חודר נדרשות בעולם כולו”. חלופה זמינה ומסחרית כיום לחומר הרדיו-אקטיבי הוא חומר הידוע בשם phosphotungstic acid מסוג”Keggin” . התרכובת מורכבת מיחידה מרכזית של אטום זרחן אחד וארבעה אטומי חמצן, שמסביבה עוד אטומי חמצן ואטום טונגסטן. למרות שהוא אינו רדיו-אקטיבי, החומר חומצי במיוחד ויש לנטרל אותו טרם השימוש בו, זאת לדברי החוקר הראשי. הוא מציין גם כי התמונות המתקבלות הן פחות ברורות מאלו שהתקבלו באמצעות חומר הצביעה הקיים. אולם, למרות החסרונות הללו, החומר החדש שייך לקבוצה גדולה של תרכובות דומות – ואולי אף יעילות יותר מהנוכחית. “אנו חוקרים תרכובות ממשפחה זו (phosphotungstate), וכבר דיווחנו בעבר כי תרכובת כזו מסוג “Preyssler” יכולה אף היא למשמש כחומר צביעה שלילית על מנת לראות את פרטי הפרטים של מבנה חיידקי,” מסביר החוקר הראשי. תרכובת זו אף היא מורכבת מאטומי זרחן, חמצן וטונגסטן, אולם היא בנויה סביב ליון טעון חיובית, כגון נתרן או סידן. התוצאה היא תרכובת יותר יציבה המתקבלת בתור מלח נתרן/סידן”.

“הממצאים שלנו מלמדים כי התרכובת החדשה מהווה חומר צביעה טוב עבור הצפייה בנגיפים”, אומר החוקר הראשי. “התרכובת פשוטה לשימוש מאחר והיא לא רדיו-אקטיבית ואין כל צורך בהתאמת חומציות, והיא מספקת תמונות ברורות מספיק”. החוקרים מתכננים להתבסס על הממצאים הללו על מנת לפתח סדרה של חומרים לא-רדיואקטיביים דומים על מנת לצפות בנגיפים אחרים, וכמו כן במבנים אורגניים קטנים אחרים, כגון חלבונים ודומיהם. 

הידיעה אודות המחקר

המאמר המתאר את המחקר