راهکار جدید محققان برای نجات جان انسان‌ها
جرعه ای ازجهان دانش
بهارسادات موسوی
گزارش ازپژوهش های تازه
دانشمندان دانشگاه ناتینگهام روشی پیشرفته برای بررسی ساختار نانوذرات لیپیدی توسعه دادند ؛ روشی که می‌تواند دارورسانی را در درمان بسیاری از بیماری‌ها متحول سازد.
در پژوهشی که به‌تازگی در مجموعه مقالات توسعه روش‌های طیف‌سنجی جرمی نشریه نیچر منتشر شده است ، تیمی از پژوهشگران به رهبری دانشمندان دانشکده داروسازی دانشگاه ناتینگهام موفق شدند با بهره‌گیری از روشی نوین موسوم به طیف‌سنجی جرمی برودتی ، ساختار سطحی نانوذرات لیپیدی منجمد را به‌صورت لایه‌به‌لایه آشکار کنند.
نانوذرات لیپیدی (Lipid Nanoparticles – LNPs) که شهرت جهانی خود را طی موفقیت واکسن‌های مبتنی بر RNA شرکت‌های مدرنا (Moderna) و فایزر-بیوان‌تک (Pfizer-BioNTech) در دوران همه‌گیری کرونا کسب کردند ، اکنون به‌عنوان یکی از امیدبخش‌ترین ابزارهای دارورسانی نوین در حوزه‌های گوناگون درمانی مطرح هستند. از جمله کاربردهای آن‌ها ، استفاده در داروهای siRNA برای درمان بیماری نادر پلی‌نوروپاتی است که شرکت آلنیلام (Alnylam Pharmaceuticals) آن را تجاری‌سازی کرده است.
روش نوآورانه‌ای که در این پژوهش به کار رفته ، از میکروسکوپی یون ثانویه اوربیتراپ در دمای برودتی (Cryo-OrbiSIMS) استفاده می‌کند. این فناوری به کمک فریز کردن سریع و فشار بالا ، نمونه‌های زیستی را نزدیک به حالت طبیعی‌شان حفظ می‌کند و امکان تحلیل سطح مولکولی و میان‌سطحی را با دقت بی‌سابقه‌ای فراهم می‌سازد.
پروفسور مورگان الکساندر (Morgan Alexander) از دانشگاه ناتینگهام می‌گوید: «ویژگی منحصربه‌فرد این روش ، توانایی آن در توصیف دقیق سطح بومی سیستم‌های دارویی حساس و مرطوب است ؛ امری که پیش از این ، چالشی جدی در علوم دارویی به شمار می‌رفت. اکنون می‌توانیم این روش را به طیف وسیعی از سامانه‌های دارورسانی گسترش دهیم.»
یکی از مهمترین مزایای این دستاورد ، توانایی آن در مشخص‌کردن موقعیت نسبی هر مولکول درون نانوذرات لیپیدی است ؛ اطلاعاتی حیاتی که می‌تواند مسیر طراحی فرمولاسیون‌هایی با ویژگی‌های زیستی متمایز ، کارآمدتر و ایمن‌تر را هموار سازد.
دکتر رابرت لنگر (Robert Langer) از مؤسسه فناوری ماساچوست (Massachusetts Institute of Technology – MIT) که یکی از نویسندگان این مقاله است ، در این‌باره اظهار داشت: «رساندن مؤثر دارو به سلول‌ها ، نیازمند ترکیبی پیچیده از مولکول‌ها در ساختار نانوذرات لیپیدی است. این ترکیب‌ها می‌توانند از نظر عملکرد بسیار متغیر باشند و مهندسی دقیق آن‌ها دشوار است. اما یافته‌های این تحقیق ، دیدی تازه و دقیق از ساختار نانوذرات فراهم می‌آورد که می‌تواند راه را برای طراحی نانوذرات مؤثرتر و هدفمندتر باز کند.»
یکی از حوزه‌های کاربردی آینده این نانوذرات ، دارورسانی هدفمند به ریه‌هاست ؛ فرآیندی که از جمله چالش‌برانگیزترین مسیرها در درمان بیماری‌های ریوی چون فیبروز کیستیک ، فیبروز ریوی ایدیوپاتیک ، بیماری انسدادی مزمن ریه (COPD) و آسم به شمار می‌رود. این مطالعه ، نوید آن را می‌دهد که با شناخت بهتر از ساختار داخلی LNPها ، می‌توان مسیرهای جدیدی برای بهبود اثربخشی و کاهش عوارض جانبی داروها گشود.
نتایج این پژوهش نه‌تنها در طراحی و بهینه‌سازی فرمولاسیون‌های جدید کاربرد خواهد داشت ، بلکه می‌تواند نقش مؤثری در کنترل کیفیت در مراحل تولید انبوه نانوذرات ایفا کند. به این ترتیب ، انتقال فناوری از فاز پژوهشگاهی به کاربری بالینی با دقت و ایمنی بیشتری انجام خواهد گرفت.
این پروژه با همکاری پژوهشگرانی از شرکت سیل بایومدیسینز (Sail Biomedicines) در ماساچوست ، مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) و آزمایشگاه ملی فیزیک بریتانیا (National Physical Laboratory) انجام شده است.
این نوآوری علمی ، فصلی تازه در طراحی دقیق‌تر و کارآمدتر سامانه‌های دارورسانی هوشمند می‌گشاید و می‌تواند آینده درمان‌های مبتنی بر RNA را متحول سازد.
تولیدبرق باراکتورکوچک هسته‌ای
اولین راکتور هسته‌ای کوچک تجاری ماژولار چین به نام لینگ‌لانگ — ۱ ، اکنون در مرحله نهایی نصب است.
به گزارش آی‌ای ، لینگ‌لانگ — ۱ که در استان هاینان در سایت شرکت انرژی هسته‌ای هاینان ( HNPC ) واقع شده است ، توسط شرکت ملی هسته‌ای چین ( CNNC ) در حال توسعه است.
این اولین راکتور کوچک ماژولار (SMR) زمینی جهان است که ساخت آن آغاز شده است و انتظار می‌رود نقش کلیدی در کاهش انتشار کربن چین ایفا کند.
لینگ‌لانگ — ۱ که با نامACP 100نیز شناخته می‌شود ، یک راکتور آب تحت فشار کوچک نسل سوم است. این راکتور به طور کامل در چین توسعه یافته است. در سال ۲۰۱۶ ، این راکتور به اولین راکتور کوچک در جهان تبدیل شد که توسط آژانس بین‌المللی انرژی اتمی ( IAEA ) مورد بررسی ایمنی قرار گرفت. گلوبال تایمز گزارش داد که این راکتور بخشی از چهاردهمین برنامه پنج ساله چین (۲۰۲۱ — ۲۰۲۵) است که بر فناوری پیشرفته هسته‌ای تمرکز دارد.
این پروژه طبق برنامه پیش می‌رود. مهندسان در حال انجام آزمایش‌های سیستم هستند و مقدمات آزمایش عملکرد سرد ، گامی مهم قبل از شروع بهره‌برداری کامل ، در حال انجام است. راکتورهای مدولار کوچک مانند لینگ‌لانگ — ۱ با نیروگاه‌های هسته‌ای سنتی متفاوت هستند.
آن ها کوچکتر ، ایمن‌تر و سریع‌تر ساخته می‌شوند. این راکتورها از سیستم‌های ایمنی غیرفعال استفاده می‌کنند، به این معنی که می‌توانند بدون دخالت یا نیروی انسانی با خیال راحت خاموش شوند. اندازه کوچکتر آن ها امکان استفاده از آن ها را در بسیاری از مکان‌ها ، از جمله پارک‌های صنعتی ، مناطق معدنی و مناطقی که انرژی زیادی مصرف می‌کنند ، فراهم می‌کند.
هر راکتور لینگ‌لانگ — ۱ می‌تواند ۱۲۵ هزار کیلووات برق تولید کند. این مقدار سالانه به یک میلیارد کیلووات ساعت می‌رسد که برای تامین انرژی حدود ۵۲۶ هزار خانه یا حدود یک میلیون نفر کافی است.
با جایگزینی انرژی مبتنی بر زغال سنگ با انرژی هسته‌ای از لینگ‌لانگ — ۱ ، چین می‌تواند انتشار دی‌اکسید کربن را سالانه حدود ۸۸۰ هزار تُن کاهش دهد. این معادل کاشت ۷.۵ میلیون درخت است. لینگ‌لانگ — ۱ شکافی را در توسعه هسته‌ای چین پر می‌کند و نشان می‌دهد که این کشور می‌تواند در فناوری راکتورهای کوچک پیشرو باشد.
پس از موفقیت هوالونگ وان (Hualong One) که یک راکتور هسته‌ای نسل سوم با اندازه کامل است، لینگ‌لانگ — ۱ گام بعدی در هدف چین برای نوآوری مستقل در انرژی هسته‌ای است. انتظار می‌رود این راکتور به تامین انرژی بندر تجارت آزاد هاینان کمک کند و از اهداف انرژی پاک در منطقه پشتیبانی کند. همچنین به چین کمک می‌کند تا به اهداف ملی اقلیمی خود ، از جمله رسیدن به اوج انتشار کربن قبل از سال ۲۰۳۰ و خنثی شدن کربن قبل از سال ۲۰۶۰ دست یابد.
رآکتورهای مدولار مانند لینگ‌لانگ — ۱ می‌توانند در بسیاری از کشورها به ویژه کشورهایی که به دنبال منابع انرژی پاک و پایدار بدون هزینه و اندازه بالای نیروگاه‌های هسته‌ای سنتی هستند ، مفید باشند.
طراحی کوچکتر همچنین ساخت و راه‌اندازی رآکتورها را در مناطقی با زیرساخت‌های کمتر آسان‌تر می‌کند.
پس از تکمیل، لینگ‌لانگ — ۱ به بخش کلیدی سیستم انرژی چین تبدیل خواهد شد و نشان می‌دهد که چگونه می‌توان از فناوری هسته‌ای به طور ایمن و کارآمد برای مبارزه با تغییرات اقلیمی استفاده کرد.
نگاه به کهکشان همسایه از نمایی خیره‌کننده
کهکشان همسایه راه شیری، آندرومدا، هرگز به اندازه تصویر جدید تلسکوپ فضایی پرتو ایکس چاندرای ناسا خیره‌کننده به نظر نرسیده است.
تصویر این کهکشان که با نام مسیه ۳۱ (M۳۱) نیز شناخته می‌شود، با کمک طیف وسیعی از تلسکوپ‌های فضایی و ابزارهای زمینی دیگر ساخته شده است. از جمله این ماموریت‌ها می‌توان به تلسکوپ فضایی XMM-Newton، تلسکوپ‌های بازنشسته ناسا از جمله GALEX در طیف فرابنفش، Spitzer در فروسرخ و ماهواره‌های کیهانی دیگر از جمله IRAS، COBE، Planck و Herschel اشاره کرد.
به گزارش اسپیس، همه این ابزارها آندرومدا را در طول موج‌های مختلف نور در طیف الکترومغناطیسی مشاهده کردند و ستاره‌شناسان این داده‌ها را گرد هم آوردند تا تصویری خیره‌کننده و پیچیده ایجاد کنند. این تصویر ادای احترامی شایسته به ستاره‌شناس ورا سی. روبین است که به لطف مشاهداتش از آندرومدا، مسوول کشف ماده تاریک بود.
آندرومدا به عنوان نزدیکترین کهکشان بزرگ به کهکشان راه شیری، با فاصله‌ای حدود ۲.۵ میلیون سال نوری، نقشی حیاتی در امکان مطالعه جنبه‌هایی از کهکشان‌ها داشته است که از کهکشان خودمان قابل دسترسی نیستند. به عنوان مثال، از درون کهکشان راه شیری، نمی‌توانیم بازوهای مارپیچی کهکشان خود را ببینیم، اما می‌توانیم بازوهای مارپیچی آندرومدا را ببینیم.
هر طول موج نوری که برای ایجاد این تصویر جدید باورنکردنی از آندرومدا گرد هم آمده است، به ستاره‌شناسان نکته‌ای متفاوت و منحصر به فرد در مورد کهکشان همسایه می‌گوید.
به عنوان مثال، داده‌های اشعه ایکس ارائه شده توسط چاندرا، تابش پرانرژی آزاد شده از اطراف سیاهچاله فوق عظیم مرکزی آندرومدا، معروف به مسیه ۳۱ را آشکار کرده است.
مسیه ۳۱ به طور قابل توجهی بزرگتر از سیاهچاله ابرپرجرم در قلب کهکشان راه شیری، معروف به کمان‌ای* است. در حالی که سیاهچاله ابرپرجرم خانه ما جرمی ۴.۳ میلیون برابر خورشید دارد، مسیه ۳۱ با جرمی ۱۰۰ میلیون برابر خورشید، آن را کوچک جلوه می‌دهد. همچنین به خاطر شراره‌های گاه به گاه خود قابل توجه است که یکی از آن ها در سال ۲۰۱۳ در پرتوهای ایکس مشاهده شد، در حالی که کمان‌ای* سیاهچاله‌ای بسیار آرام‌تر است.
چه چیزی آندرومدا و روبین را به هم متصل می‌کند؟
آندرومدا به عنوان ادای احترام به روبین انتخاب شد، زیرا این کهکشان همسایه نقش مهمی در کشف یک عنصر گمشده از جهان توسط ستاره‌شناس ایفا کرد؛ عنصری که اکنون آن را «ماده تاریک» می‌نامیم.
در دهه ۱۹۶۰، روبین و همکارانش چرخش آندرومدا را به طور دقیق اندازه‌گیری کردند. آن ها دریافتند که سرعت چرخش بازوهای مارپیچی این کهکشان نشان می‌دهد که این کهکشان توسط هاله وسیعی از نوعی ماده ناشناخته و نامرئی احاطه شده است.
جرم این ماده، تاثیر گرانشی را ایجاد می‌کرد که مانع از متلاشی شدن آندرومدا به دلیل سرعت چرخش آن می‌شد. گرانش ماده مرئی آن برای نگه داشتن این کهکشان کافی نبود.
از آن زمان، ستاره‌شناسان کشف کرده‌اند که به نظر می‌رسد همه کهکشان‌های بزرگ توسط هاله‌های مشابهی از آنچه اکنون به عنوان ماده تاریک شناخته می‌شود، احاطه شده‌اند. این امر منجر به کشف این موضوع شده است که ماده‌ای که شامل تمام چیزهایی است که در اطراف خود می‌بینیم از جمله ستاره‌ها، سیارات، قمرها، بدن ما و کهکشان همسایه تنها ۱۵ درصد از مواد موجود در کیهان را تشکیل می‌دهد و ماده تاریک ۸۵ درصد دیگر را تشکیل می‌دهد. این یافته همچنین جستجوی ذراتی فراتر از مدل استاندارد فیزیک ذرات را که می‌توانند ماده تاریک را تشکیل دهند، برانگیخته است. بنابراین، شکی نیست که کار روبین نقطه عطفی در نجوم و یکی از مهمترین پیشرفت‌ها در علم مدرن را رقم زد و اساسا مفهوم ما از جهان را تغییر داد.
ماه ژوئن سال ۲۰۲۵ ماه درخشانی برای به رسمیت شناختن تاثیر عظیم روبین بر نجوم و میراث ماندگار او بوده است. علاوه بر این تصویر ادای احترام، رصدخانه ورا سی. روبین اولین تصاویر خود از کیهان را منتشر کرد، زیرا خود را برای اجرای یک برنامه رصد ۱۰ ساله از آسمان جنوبی به نام «بررسی میراث فضا و زمان» (LSST) آماده می‌کند.
علاوه بر این، به پاس قدردانی از کمک‌های عظیم روبین به درک ما از جهان، ضرابخانه ایالات متحده به تازگی یک سکه یک چهارم دلاری با تصویر روبین را عرضه کرده است. او اولین ستاره‌شناسی است که در این مجموعه مورد تقدیر قرار می‌گیرد.
