„Ekspla“ džiaugiasi naujais savo suminio dažnio spektrometro taikymais.

Nepaisant didžiulės medicinos pažangos per kelis šimtmečius, kai kurios ligos vis dar neišgydomos, o mokslas dar daug ko apie jas nežino. Tokios yra neurodegeneracinės Alzheimerio ir Parkinsono ligos. Supratimas, kaip šios ligos vystosi, gali padėti atrasti naujus jų gydymo metodus.

Mokslininkai nustatė, kad daugiau nei 30 įvairių ligų, tarp kurių yra ir Alzheimerio bei Parkinsono ligos, yra susiję su amiloidais. Tam tikrais atvejais baltymai yra linkę agreguoti į netirpius fibrilinius agregatus, dar žinomus kaip amiloidai.

Agregacijos procesas yra labai sudėtingas. Jis priklauso nuo įvairių parametrų – baltymo koncentracijos, tirpalo rūgštingumo (pH lygio), druskingumo, sąveikos su biologiniais paviršiais, tokiais kaip ląstelės membrana. Amiloidų agregacija yra daugelio mokslinių tyrimų objektas.

Kaip viename interviu yra sakiusi su „Eksplos“ spektroskopine sistema dirbanti FTMC mokslininkė Dr. Simona Strazdaitė, Alzheimerio ligos atveju baltymai, pavadinti beta amiloidais, pradeda kauptis ant smegenų ląstelių ir tomis netirpiomis sankaupomis žaloti jas. Taip prasideda negrįžtami procesai.

Prestižiniame moksliniame žurnale „Langmuir” publikuotas unikalus Fizinių ir technologijos mokslų centro (FTMC) mokslininkės dr. Simonos Strazdaitės tyrimas: „Structure Determination of Hen Egg-White Lysozyme Aggregates Adsorbed to Lipid/Water and Air/Water Interfaces” („Lizocimo agregatų, adsorbuotų lipidas/vanduo ir oras/vanduo fazių ribose, struktūrų nustatymas”).

Šiame darbe naudota lazerinė suminio dažnio generacijos spektroskopinė sistema, pagaminta „Eksploje“, su kuria galima tirti ir įvertinti, kaip įvairūs baltymai agreguojasi vandens bei kituose paviršiuose.

Suminio dažnio spektroskopija – kas tai?

Suminio dažnio generacija yra antros eilės netiesinis optinis procesas, kai derinamo infraraudonojo bangos ilgio spinduliuotė ant bandinio paviršiaus toje pačioje vietoje ir tuo pačiu metu sąveikauja su regimosios šviesos spinduliuote. Sąveikos metu generuojamas suminis dažnis.

Suminio dažnio vibracinėje spektroskopijoje naudojami du kaupinimo spinduliai: vienas fiksuoto bangos ilgio matomos srities, kitas derinamo bangos ilgio infraraudonojo spektro ruožo. Kai infraraudonos srities bangos ilgis sutampa su molekulių virpesinių šuolių dažniu, suminio dažnio signalas rezonansiškai stiprinamas ir generuojamas molekulių, esančių fazių riboje, suminio dažnio spektras. Generuojamas suminis dažnis paprastai yra regimame spektro ruože ir gali būti registruojamas jautriais jutikliais, tokiais kaip fotodaugintuvai ar CCD kameros. Suminio dažnio generacijoje dalyvauja tik molekulės, esančios fazių riboje ir nepasižyminčios centrine simetrija.

Pagrindiniai Suminio dažnio spektrometro komponentai

„Eksplos“ gaminamuose suminio dažnio spektrometre naudojamas pikosekundinis Nd:YAG lazeris. Lazerio antros harmonikos spinduliuotė (532 nm) arba pagrindinė spinduliuotė (1064 nm) yra naudojami kaip fiksuoto bangos ilgio spinduliuotė. Derinamos infraraudonos srities spinduliuotė yra generuojama optiniame parametriniame generatoriuje. Suminio dažnio signalas, filtruojamas ir registruojamas fotodaugintuvu.

Suminio dažnio spektroskopijos galimybės

Suminio dažnio vibracinė spektroskopija įgalina gauti unikalią informaciją apie paviršių sandarą ir sudėtį, nustatyti atskirų molekulinių grupių orientaciją paviršiaus atžvilgiu ir įvertinti tarpmolekulines sąveikas. Šis metodas sėkmingai naudojamas įvairiausių medžiagų paviršiaus savybių tyrimuose, nuo metalų ir puslaidininkių iki dielektrikų ir magnetinių medžiagų, nuo skysčių ir minkštų medžiagų iki biologinių membranų. Metodas tinka tirti paviršius normaliomis sąlygomis, aukštame slėgyje, kontroliuojamoje aplinkoje, elektrodų paviršius elektrocheminėse sistemose. Taip pat gali būti analizuojamos skiriamosios skirtingų skysčių ar kietų medžiagų ribos.