İnsan vücudu, doğru pH değerini koruyabilmek için insan yürüyüşünü belli aralıklarda tutmaya uğraşıyor. Çünkü hücrelerimizin asit-alkalin dengesi yanlış giderse, bu durum büyük sağlık sorunlarına yol açabiliyor.
Anormal pH – özellikle anormal derecede düşük asit pH -, kistik fibroz, felç ve romatizmal artritten kanser ve Alzheimer’e kadar geniş yelpazedeki hastalıklar için belirleyicidir. Michigan Teknoloji Üniversitesi’nde Kimyager Haiying Liu, canlı hücrelerde düşük pH tespiti yapmayı kolaylaştıracak yeni araçlar geliştirdi. Bu keşif, Ulusal Sağlık Enstitüleri Ulusal Tıbbı Bilimler Enstitüsü tarafından finanse edilen yeni bir araştırmanın da odağı oldu.
PH değerini ölçmek için, araştırmacılar ve tıbbi personel floresan ışığı ile aktive edildiğinde asitli koşullarda parlayan floresan boyalarını prob olarak kullandı.
Örneğin problar, kan damarlarını ve sindirim sistemini görselleştirici diyagnostik görüntüleme için kullanılır. Cerrahların tümörler dahil hastalıklı dokuları çıkarmasına yardımcı olabilirler.
Sorunlar floresanın ihtiyaç duyduğu yüksek enerji ışığından kaynaklanmaktadır. Bu dalga boylarındaki ışık sadece probu çalıştırmakla kalmaz. Aynı zamanda biyolojik yapıların parlama çubukları gibi parlamasına da neden olabilir.
Bu otluminesans, prob ve çevresindeki dokular arasındaki farkı belirlemeyi zorlaştırıyor. Yüksek enerjili ışık bile hücrelere zarar verebilir.
Sondanın ilk parlaklığının karanlığa dönüşmesine, yani photobleaching adı verilen bir işleme neden olabilir. Bu sorunları çözmek için, düşük enerjili, yakın kızıl ötesi ışıkta çalışan bir prob gerekecektir.
Kimya profesörü Liu ve ekibi bu özelliklere sahip sondaları geliştirdi. Bu sondalar onlar için çok şey ifade ediyor. Fotoblokaj ve otumüminesansa bağlı değiller.
Ayrıca, yakın kızılötesi ışık dokuların derinliklerine nüfuz edebildiğinden, bilim insanlarına ve hekimlere vücudun içinde daha iyi bir görüntü sağlayabilirler.
İki sondanın kimyası için, on yıllardır biyoteknoloji uygulamalarında kullanılan rodaminden esinlenilmiştir.
Liu “Ancak rodamin kullanıldığında ortaya çıkan problem, hücrelere zarar verebilecektir. Bu nedenle yeaşayan dokularla uyumlu bir sondaya ihtiyaç duyduk.” dedi.
Liu’nun ekibi, gelecek nesil sondaları pek çok meyvede bulunan basit şeker manoz ile tatlandırdı. Liu, “Probları suda çözünür ve daha az toksik yapmak için şekeri kullandık.” dedi. “Bu, hücre zarlarına nüfuz etmesine yardımcı oluyor ve onu çok daha dostça kılıyor.”
Liu’nun ekibi problarını iki farklı şekilde ışık yayması için tasarladı. Birincisi, kızılötesi ışığa maruz kaldıklarında geleneksel bir şekilde fluoresans yaparlar. Buna ek olarak, tek foton frekansı yukarı dönüşüm lüminesansı (FUCL) olarak adlandırılan farklı bir kimyasal tepki türü sayesinde, daha düşük enerjilerde yakın kızılötesi spektrumda parlıyorlar.
Her iki testte umut vericiydi. Bu da her iki probun da yüksek konsantrasyonlarda bile pH‘a karşı çok hassas ve yaşayan hücrelere karşı çok nazik olduğunu gösteriyor. Problar kimyasal olarak benzer olmasına rağmen, hücre kültürlerinde pH kontrolünde biraz daha hassastır.
Liu farelerin düşük pH değerlerini tespit ettiklerini, araştırmaların ileri tıbbi bilimlere yardımcı olabileceğini ve hatta hayat kurtarabileceğini ümit ederek çalışacaklarını söyledi.
