Nobel-díj – Kelemen Lóránd: az optikai csipesz a kutatók láthatatlan keze

Budapest – Az optikai csipesszel egy olyan eszközt adtak a kutatóknak, amelynek segítségével külső mechanikai szerszám nélkül, egy láthatatlan kézzel lehet megfogni és megvizsgálni egyes sejteket vagy akár biológiai makromolekulákat is – mondta el az MTI-nek Kelemen Lóránd, az MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpont tudományos főmunkatársa annak kapcsán, hogy a lézerfizika területén elért úttörő eredményeiért kapja idén három tudós a fizikai Nobel-díjat.

A Svéd Királyi Tudományos Akadémia keddi stockholmi bejelentése szerint az amerikai Arthur Ashkin az optikai csipesz megalkotásáért és az eszköz biológiai rendszerekben való alkalmazásáért, a francia Gérard Mourou és a kanadai Donna Strickland pedig a nagy intenzitású, ultrarövid lézerimpulzusok létrehozásának kidolgozásáért részesül a legrangosabb tudományos elismerésben. Az indoklás szerint az idei kitüntetettek forradalmasították a lézerfizikát.

Kelemen Lóránd magyarázata szerint az optikai csipesz lényege, hogy külső mechanikai eszköz nélkül lehet vele megfogni vagy mozgatni mikroszkopikus tárgyakat. Az optikai csipesz széles körben elterjedt az élettudományok területén, és segítségével akár egyedi sejtek is vizsgálhatók. “De akár az atomokat is le lehet vele lassítani és olyan fizikai állapotokat lehet létrehozni az atomok együttesében, amelyek hétköznapi módon nem elérhetőek” – mondta, hozzátéve, hogy az optikai csipeszt már számos laboratóriumban használják.

Az eszköz biológiai rendszerekben való alkalmazásáról szólva kiemelte, hogy az optikai csipesz segítségével a biológiai molekulák kölcsönhatásait jóval finomabban és kontroláltabb körülmények között lehet vizsgálni. “Egy olyan eszközt adtak a kutatóknak, amely segítségével külső mechanikai szerszám nélkül, mintegy láthatatlan kézzel foghatják meg a biológiai molekulákat és vizsgálhatják meg mechanikai jellemzőiket vagy akár meg is változtathatják bizonyos tulajdonságát a vizsgált molekuláknak” – mondta.

Emellett az eszköz segítségével a fehérjék szerkezetéről is sokat megtudhatunk. Ha egy fehérjét egy hosszú, feltekert fonalként képzelünk el, a szerkezetéről, működéséről úgy is értékes információt szerezhetünk, ha a fehérjeszál két végét megfogjuk és kigombolyítjuk – magyarázta a kutató.

Kelemen Lóránd a felfedezés mindennapi hasznosulására a diagnosztikai módszereket említette példaként. A csipesz egyik változatával például sejteket lehet szétválogatni – mutatott rá a tudós, hozzátéve: már kísérleteztek azzal, hogy egy daganatos betegtől levett mintát sejtekre bontottak, amelyben így megvizsgálhatták, hogy mennyi a rákos és nem rákos sejt.

Gérard Mourou és Donna Strickland Nobel-díjjal elismert felfedezéséről szólva a magyar kutató kiemelte, hogy az ultrarövid, nagy intenzitású lézerimpulzusok nélkül például körülményesebb lenne a szemműtétek elvégzése, ha ilyen lézert használnak, fájdalommentesebb a műtét, gyorsabban gyógyulnak a betegek.

Magyarázatként elmondta, hogy ha rövidebb impulzusokban adagolják az energiát egy biológiai szövetbe, akkor jóval kevésbé melegszik fel, és jelentősen kisebb mechanikai roncsolódás éri a műtét környéki területeket.

Beszélt arról is, hogy ezek a lézerek nagy segítséget nyújtanak az ultagyors időskálán lezajló biológiai folyamatok vizsgálatában is, mert egy pillanatképet tudnak adni a gyorsan lezajló folyamatról.

“Minél rövidebb impulzusú egy lézer, annál pontosabban meg lehet mondani, hogy egy kémiai folyamat vagy egy biológiai reakció során mi történik az adott rendszerrel” – magyarázta a kutató, hozzátéve, hogy ezeken az ultrarövid lézereken alapul a szegedi ELI-ALPS kutatóközpont működése is.

– MTI –