কোষের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রগুলি ন্যানো পার্টিকেলকে উপসাগরে রাখে

কোষের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রগুলি ন্যানো পার্টিকেলকে উপসাগরে রাখে

সময় স্ট্যাম্প: 23 জানুয়ারী, 2024 1:16 অপরাহ্ন
উত্স নোড: 3081008
জানুয়ারী 23, 2024

(নানোওয়ার্ক নিউজ) নম্র ঝিল্লি যেগুলি আমাদের কোষগুলিকে ঘিরে রাখে তাদের একটি আশ্চর্যজনক পরাশক্তি রয়েছে: তারা ন্যানো-আকারের অণুগুলিকে দূরে ঠেলে দিতে পারে যা তাদের কাছে আসে। ন্যাশনাল ইনস্টিটিউট অফ স্ট্যান্ডার্ডস অ্যান্ড টেকনোলজির (এনআইএসটি) বিজ্ঞানী সহ একটি দল কৃত্রিম ঝিল্লি ব্যবহার করে যা প্রাকৃতিক ঝিল্লির আচরণকে অনুকরণ করে তা খুঁজে বের করেছে। তাদের আবিষ্কার আমাদের কোষকে লক্ষ্য করে এমন অনেক ওষুধের চিকিত্সা কীভাবে আমরা ডিজাইন করি তার মধ্যে একটি পার্থক্য তৈরি করতে পারে।

কী Takeaways

  • জীবিত কোষের মধ্যে এবং আশেপাশে বিদ্যমান চার্জযুক্ত ঝিল্লিগুলি আগত ন্যানোমিটার-আকারের কণাগুলিকে দৃঢ়ভাবে বিকর্ষণ করে - বিশেষত অল্প বা কোন বৈদ্যুতিক চার্জ সহ কণাগুলি।
  • ঝিল্লি যে তীব্র বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করে, ছোট আধানযুক্ত অণুগুলির ঘন ভিড়ের সাথে ক্ষেত্রটি আকর্ষণ করে, এই বিকর্ষণকারী শক্তি তৈরি করে।
  • মৌলিক আবিষ্কারের ওষুধের চিকিত্সার নকশা এবং বিতরণের জন্য প্রভাব থাকতে পারে, যা প্রায়শই ন্যানো-আকারের অণুগুলির চারপাশে নির্মিত হয় যা ঝিল্লিকে লক্ষ্য করে।
    • কোষের ঝিল্লি শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের গ্রেডিয়েন্ট তৈরি করে যা কোষের পৃষ্ঠ থেকে প্রোটিনের মতো ন্যানো-আকারের কণাগুলিকে প্রতিহত করার জন্য মূলত দায়ী। কোষের ঝিল্লিগুলি শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের গ্রেডিয়েন্ট তৈরি করে যা কোষের পৃষ্ঠ থেকে প্রোটিনের মতো ন্যানো-আকারের কণাগুলিকে প্রতিহত করার জন্য মূলত দায়ী - একটি বিকর্ষণ যা উল্লেখযোগ্যভাবে চার্জহীন ন্যানো পার্টিকেলগুলিকে প্রভাবিত করে। এই পরিকল্পিত অঙ্কনে, একটি নেতিবাচক চার্জযুক্ত ঝিল্লি (উপরে, লাল রঙে) ছোট, ধনাত্মক চার্জযুক্ত অণুগুলিকে (বেগুনি বৃত্ত) আকর্ষণ করে, যা ঝিল্লিকে ভিড় করে এবং আরও বড়, নিরপেক্ষ ন্যানো পার্টিকেল (গোলাপী) দূরে ঠেলে দেয়। (ছবি: এন. হ্যানাসেক/এনআইএসটি)

    গবেষণা

    দলটির অনুসন্ধানে যা দেখা গেছে আমেরিকান কেমিক্যাল সোসাইটির জার্নাল ("আধানযুক্ত জৈবিক ঝিল্লি সারফেস ডাইলেকট্রোফোরেসিস এবং কাউন্টারিয়ন চাপ দ্বারা বৃহৎ নিরপেক্ষ অণুগুলিকে প্রতিহত করে"), নিশ্চিত করুন যে কোষের ঝিল্লিগুলি যে শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রগুলি উত্পন্ন করে তা মূলত কোষের পৃষ্ঠ থেকে ন্যানোস্কেল কণাগুলিকে প্রতিহত করার জন্য দায়ী। এই বিকর্ষণ উল্লেখযোগ্যভাবে নিরপেক্ষ, চার্জবিহীন ন্যানো পার্টিকেলগুলিকে প্রভাবিত করে, কারণ ছোট, চার্জযুক্ত অণুগুলি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র ঝিল্লির ভিড়কে আকর্ষণ করে এবং বড় কণাগুলিকে দূরে ঠেলে দেয়। যেহেতু অনেক ওষুধের চিকিত্সা প্রোটিন এবং অন্যান্য ন্যানোস্কেল কণাগুলির চারপাশে তৈরি করা হয় যা ঝিল্লিকে লক্ষ্য করে, তাই বিকর্ষণ চিকিত্সার কার্যকারিতাতে ভূমিকা রাখতে পারে। অনুসন্ধানগুলি প্রথম প্রত্যক্ষ প্রমাণ দেয় যে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রগুলি বিকর্ষণের জন্য দায়ী। NIST এর ডেভিড হুগারহাইডের মতে, প্রভাবটি বৈজ্ঞানিক সম্প্রদায়ের কাছ থেকে আরও বেশি মনোযোগের দাবি রাখে। "নিউট্রনের জন্য NIST সেন্টারের একজন পদার্থবিজ্ঞানী হুগারহাইড বলেছেন, "ছোট অণুগুলি প্রয়োগ করা সম্পর্কিত ভিড়ের সাথে এই বিকর্ষণ, কীভাবে একটি দুর্বল চার্জযুক্ত অণুগুলি জৈবিক ঝিল্লি এবং অন্যান্য চার্জযুক্ত পৃষ্ঠগুলির সাথে যোগাযোগ করে তাতে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করতে পারে।" গবেষণা (NCNR) এবং কাগজের লেখকদের একজন। "এটি ড্রাগ ডিজাইন এবং ডেলিভারির জন্য এবং ন্যানোমিটার স্কেলে জনাকীর্ণ পরিবেশে কণার আচরণের জন্য প্রভাব ফেলে।" ঝিল্লি প্রায় সব ধরনের কোষে সীমানা তৈরি করে। একটি কোষে শুধুমাত্র একটি বাইরের ঝিল্লি থাকে যা ভিতরের অংশকে ধারণ করে এবং রক্ষা করে, তবে প্রায়শই ভিতরে অন্যান্য ঝিল্লি থাকে যা মাইটোকন্ড্রিয়া এবং গলগি যন্ত্রের মতো অর্গানেলের অংশ তৈরি করে। মেমব্রেন বোঝা চিকিৎসা বিজ্ঞানের জন্য গুরুত্বপূর্ণ, অন্তত এই কারণে নয় যে কোষের ঝিল্লিতে থাকা প্রোটিনগুলি ঘন ঘন ওষুধের লক্ষ্যবস্তু। কিছু মেমব্রেন প্রোটিন হল গেটের মতো যা কোষের ভিতরে এবং বাইরে যা যায় তা নিয়ন্ত্রণ করে। এই ঝিল্লির কাছাকাছি অঞ্চলটি একটি ব্যস্ত জায়গা হতে পারে। হাজার হাজার প্রকারের বিভিন্ন অণু একে অপরকে এবং কোষের ঝিল্লিতে ভিড় করে — এবং যে কেউ ভিড়ের মধ্য দিয়ে ধাক্কা দেওয়ার চেষ্টা করেছে সে জানে, এটি কঠিন হতে পারে। লবণের মতো ছোট অণুগুলি আপেক্ষিক সহজে চলাচল করে কারণ তারা শক্ত দাগে ফিট করতে পারে, কিন্তু প্রোটিনের মতো বড় অণুগুলি তাদের চলাচলে সীমাবদ্ধ। এই ধরণের আণবিক ভিড় একটি খুব সক্রিয় বৈজ্ঞানিক গবেষণার বিষয় হয়ে উঠেছে, হুগারহাইড বলেছেন, কারণ এটি কোষ কীভাবে কাজ করে তাতে একটি বাস্তব-বিশ্বের ভূমিকা পালন করে। একটি কোষ কীভাবে আচরণ করে তা নির্ভর করে এই সেলুলার "স্যুপের" উপাদানগুলির সূক্ষ্ম আন্তঃক্রিয়ার উপর। এখন, এটা মনে হচ্ছে যে কোষের ঝিল্লিরও একটি প্রভাব থাকতে পারে, আকার এবং চার্জ অনুসারে নিজের কাছাকাছি অণুগুলিকে বাছাই করে। "কীভাবে ভিড় কোষ এবং তার আচরণকে প্রভাবিত করে?" সে বলেছিল. "উদাহরণস্বরূপ, কীভাবে এই স্যুপের অণুগুলি কোষের ভিতরে সাজানো হয়, তাদের কিছু জৈবিক ফাংশনের জন্য উপলব্ধ করে, কিন্তু অন্যদের নয়? ঝিল্লির প্রভাব একটি পার্থক্য করতে পারে।" যদিও গবেষকরা সাধারণত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রগুলিকে অণুগুলি সরাতে এবং আলাদা করতে ব্যবহার করেন - একটি কৌশল যাকে বলা হয় ডাইলেকট্রোফোরেসিস - বিজ্ঞানীরা ন্যানোস্কেলে এই প্রভাবের দিকে খুব কম মনোযোগ দিয়েছেন কারণ ন্যানো পার্টিকেলগুলি সরাতে অত্যন্ত শক্তিশালী ক্ষেত্র লাগে। কিন্তু শক্তিশালী ক্ষেত্রগুলি হল যা একটি বৈদ্যুতিক চার্জযুক্ত ঝিল্লি তৈরি করে। "আমাদের দেহের মতো লবণাক্ত দ্রবণে একটি ঝিল্লির কাছাকাছি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রটি আশ্চর্যজনকভাবে শক্তিশালী হতে পারে," হুগারহাইড বলেছেন। "এর শক্তি দূরত্বের সাথে দ্রুত হ্রাস পায়, বড় ক্ষেত্র গ্রেডিয়েন্ট তৈরি করে যা আমরা ভেবেছিলাম কাছাকাছি কণাগুলিকে প্রতিহত করতে পারে। তাই আমরা এটি দেখার জন্য নিউট্রন বিম ব্যবহার করেছি।" নিউট্রন হাইড্রোজেনের বিভিন্ন আইসোটোপের মধ্যে পার্থক্য করতে পারে এবং দলটি এমন পরীক্ষা-নিরীক্ষা করেছে যা PEG-এর কাছাকাছি অণুগুলির উপর একটি ঝিল্লির প্রভাব অন্বেষণ করেছে, একটি পলিমার যা চার্জহীন ন্যানো-আকারের কণা তৈরি করে। হাইড্রোজেন হল পিইজি-এর একটি প্রধান উপাদান, এবং ঝিল্লি এবং পিইজিকে ভারী জলের দ্রবণে ডুবিয়ে — যা সাধারণ জলের হাইড্রোজেন পরমাণুর জায়গায় ডিউটেরিয়াম দিয়ে তৈরি করা হয় — দলটি পরিমাপ করতে পারে যে পিইজি কণাগুলি ঝিল্লির কাছে কতটা ঘনিষ্ঠভাবে এসেছে৷ তারা এনসিএনআর-এ নিউট্রন রিফ্লোমেট্রি নামে পরিচিত একটি কৌশল এবং ওক রিজ ন্যাশনাল ল্যাবরেটরিতে যন্ত্র ব্যবহার করেছিল। আণবিক গতিবিদ্যা সিমুলেশনের সাথে একসাথে, পরীক্ষাগুলি প্রথম প্রমাণ প্রকাশ করেছে যে ঝিল্লির শক্তিশালী ক্ষেত্র গ্রেডিয়েন্টগুলি বিকর্ষণের পিছনে অপরাধী ছিল: PEG অণুগুলি নিরপেক্ষ পৃষ্ঠের তুলনায় চার্জযুক্ত পৃষ্ঠ থেকে আরও শক্তিশালীভাবে বিকর্ষিত হয়েছিল। যদিও ফলাফলগুলি কোনও মৌলিকভাবে নতুন পদার্থবিদ্যা প্রকাশ করে না, হুগারহাইড বলেন, তারা একটি অপ্রত্যাশিত জায়গায় সুপরিচিত পদার্থবিদ্যা দেখায় এবং এটি বিজ্ঞানীদের নোটিশ নিতে উত্সাহিত করা উচিত - এবং এটি আরও অন্বেষণ করতে। "ন্যানোস্কেলে জিনিসগুলি কীভাবে ইন্টারঅ্যাক্ট করে তা আমাদের বোঝার জন্য আমাদের এটি যোগ করতে হবে," তিনি বলেছিলেন। “আমরা এই মিথস্ক্রিয়াটির শক্তি এবং তাত্পর্য প্রদর্শন করেছি।

    সময় স্ট্যাম্প:

    থেকে আরো নানোওয়ার্ক