الميكروسكوب الضوئي الجديد ثورة في عالم البصريات

دأب العلماء على استخدام الميكروسكوب الضوئي من أجل الحصول على صور دقيقة ومفصلة عن طبيعة تركيب الأجسام وإلى غير ذلك من الموضوعات التي هي محل الدراسة والفحص. ولكن على الرغم من قدرته هذه إلا انه يبقى غير قادر بشكل كبير على سبر غور الخلايا البالغة الصغر والدقة والأنسجة والكشف عن تداخلاتها ونسيجها البنيوي المعقد. هذا الشيء دفع البروفيسور الألماني شتيفان هيل، مدير معهد ماكس بلانك للفيزياء والكيمياء الحيوية في جوتنجن، إلى العمل على تطوير ميكروسكوب ضوئي بالغ الحدة والقوة. ونتيجة لهذا العمل حصل على جائزة تحمل اسم "جائزة المستقبل"، بوصف ان عمله يشكل ثورة في عالم البصريات.

وقال البروفيسور في معرض حديثه عن هذا التطوير والتكريم: "عندما يجد المرء متعة في عمل ما فإن ذلك يدفعه للمزيد من العمل وإذا ما عرف الإنسان أين تقع حدود العلم فإن شغفه بالعلم والمعرفة يدفعه لكسر هذه الحدود وتحديها."

ظروف العمل والتقنية الجديدة

كأنه خلية نحل، الكل في حركة ونشاط، الكل ملتصق بحاسوبه وبمنظار يرقب فيه ويرصد، على طاولة كبيرة توجد عدسات وعواكس وسوائل، هذا ما يلحظه المرء في معمل الأبحاث الذي يشرف عليه البروفيسور هيل. فهو يراقب ويتجول بين ذلك كله، كنحلة باحثة عن رحيق العلم والمعرفة. ففي معرض حديثه عن الأجواء قال البروفيسور هيل: " يتعلق الأمر هنا بفهم قوانين الفيزياء. وما نقوم به أننا نعمل في بيئة علمية مفتوحة لها القدرة على رصد التغيرات في النظم الفيزيائية ومحاولة فهم أسرارها."

وباستخدام تقنية المشعات الضوئية يمكن للمرء أن يرى الخصائص الدقيقة للبروتين ولكن مشكلة هذا النوع من الميكروسكوبات الضوئية، على الرغم من كل التطوير الذي خضعت له، أنها لا تستطيع أن تظهر صورة واضحة المعالم لجزيئات تقل عن 200 نانوميتر ( النانو جزء من مليون جزء من المتر). ومفتاح التقنية الجديدة هو التحكم في تراكيب وتراكيز المشعات الضوئية، بحيث يعمل على تنشيط وتحفيز جزيئات محددة، حتى يمكن فصلها وتحديد نشاطها وخصائصها بشكل جيد.

التطبيقات العلمية

وبفضل تطوير التقنية الجديدة، يمكن للباحثين دراسة عدة منظومات وتكوينات خلوية في غاية الدقة على سبيل المثال. كما يمكن لهم أيضا فحص تراكيب خلايا يقل قطرها عن 20 نانوميتر وهو ما يمكن الميكروسكوب الالكتروني فعله ولكن يؤدي ذلك إلى تلفها. فالطريقة التي ابتكرها البروفيسور هيل هي الوحيدة التي تمكن من مشاهدة وفحص خلايا في غاية الدقة دون أن يؤدي ذلك إلى موتها. هذا الأمر يمّكن متابعة مثلا تأثير الأدوية على الأنسجة والأعصاب والنواقل العصبية، كما سيجد له تطبيقات في الطب الحيوي وأبحاث منشأ الخلايا. وفي هذا السياق يقول البروفيسور هيل: "النواقل العصبية والتي تبلغ 40 نانوميتر وهي في غاية الدقة وما تقوم به من عمل في عملية التحفيز العصبي عند نهاية أطراف الخلايا، فإنه أمكن باستخدام التقنية الجديدة اكتشاف كيف أن أنواعا معينة من البروتينات قد تجمعت عند النهايات العصبية واتخذت شكلا معينا يعد مهما في إحداث عملية التنشيط العصبي."

وتجدر الإشارة هنا إلى أن ثمن الجهاز الواحد يبلغ 850000 أويرو وانه ابتداء من خريف العام القادم سيطرح في الأسواق التجارية وأن معاهد الأبحاث والعلوم في أوروبا والولايات المتحدة قد تقدمت بطلبات لشراء نسخ من هذا الميكروسكوب للشركة التي ستتولى عملية تصنيع الجهاز تجاريا.