Tương lai của khoa học hậu laser (3)

Vật lí y sinh

alt

Steven Block

Steven Block là một nhà sinh lí học tại trường đại học Stanford, California, Hoa Kì.

Hơn 10 năm qua, người ta đã có thể tiến hành những thí nghiệm trong lĩnh vực vật lí y sinh mà trước đây chỉ là những giấc mơ hão huyền. Thí dụ, tôi làm việc trong một lĩnh vực gọi là sinh lí học đơn phân tử. Trong lĩnh vực này, thách thức là nghiên cứu các phân tử của sự sống – các protein, acid nucleic, carbohydrate và những hóa chất khác cấu tạo nên cơ thể chúng ta – theo kiểu đúng nghĩa là từng phân tử một. Công việc này chẳng dễ gì thực hiện, vì tất cả các phân tử sinh học đều quá nhỏ để nhìn thấy, nói thí dụ, qua một kính hiển vi thông thường. Tuy nhiên, chúng tôi đang nhận thấy rằng người ta có thể thao tác và đo lường chúng, và các kĩ thuật sử dụng trong nghiên cứu như vậy thường đòi hỏi các laser.

Một kĩ thuật mà phòng thí nghiệm của tôi đã giúp đi tiên phong gọi là “nhíp quang học”. Ý tưởng cơ sở của nhíp quang là bạn có thể sử dụng áp suất bức xạ do một chùm laser hồng ngoại cung cấp để bắt giữ và thao tác với các chất liệu nhỏ bé – bao gồm từng cá thể protein và acid nucleic – làm cho chúng hiện diện dưới kính hiển vi. Để làm như vậy, chúng tôi móc các hạt vi mô nhỏ xíu với các phân tử như ADN. Sau đó, chúng tôi có thể sử dụng nhíp quang và bẫy quang để “đè giữ” lên những hạt này và tác dụng những lực rất nhỏ, có thể điều khiển lên các phân tử ADN.

Các laser mà chúng tôi sử dụng trong công việc này có một số tính chất hết sức tuyệt vời – chúng không giống như laser trong đèn trỏ laser hay máy hát CD của bạn. Chúng tôi cần có thể giữ một chùm laser ổn định trong không gian trong vòng đường kính của một nguyên tử hydrogen, hay khoảng 1 Å, mỗi lần trong vài giây. Đây là vì các cặp base trong phân tử ADN chỉ cách nhau khoảng 3.5 Å, và một trong những thứ chúng tôi thích nghiên cứu là enzyme ARN-polymerase, cái “đọc” ra mã gen, di chuyển như thế nào khi nó trèo lên thang ADN, mỗi lần từng cặp base một.

Thật thú vị là chúng tôi có thể quan sát điều này xảy ra, và nó phụ thuộc hoàn toàn vào việc có thể chiếu ánh sáng laser lên trên enzyme, làm tán xạ ánh sáng đó và đo các dịch chuyển chính xác đến một angstrom. Chúng tôi đã và đang liên tục tìm kiếm các laser với công suất cao hơn hoạt động trong mốt đơn và có các tính chất ổn định hơn. Một số thế hệ mới của các diode laser hiện đã đạt tới mức chúng có thể dùng cho những thí nghiệm này, nhưng phần lớn chúng vẫn nằm ngoài phòng thí nghiệm, tính cho đến nay. Sẽ rất hấp dẫn một khi chúng được sử dụng.

Còn tiếp...

Physics World, tháng 5/2010

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Trí tuệ nhân tạo: 101 điều bạn nên biết từ hôm nay về tương lai của chúng ta (Phần 3)
10/12/2018
2. Cái gì khiến trí tuệ nhân tạo quan trọng như thế vào lúc này? Chính xác thì cái gì khiến trí tuệ nhân tạo trở thành một
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 3)
10/12/2018
Cấu hình electron Các electron trong quỹ đạo xung quanh một hạt nhân nguyên tử không thể chiếm bất kì vị trí nào mà chúng
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 2)
10/12/2018
Cấu trúc nguyên tử Đa số mọi người có lẽ hình dung nguyên tử là một hệ mặt trời mini, với hạt nhân tại vị trí của
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 1)
09/12/2018
Giới thiệu Bảng tuần hoàn là một trong những viên ngọc quý của khoa học. Việc phân loại các nguyên tố là một trong những
Quang phổ tia X là gì?
09/12/2018
Quang phổ tia X là một kĩ thuật dò tìm và đo lường các photon, hay các hạt ánh sáng, có bước sóng trong phần tia X của phổ
Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 17)
08/12/2018
Chương 6 CÓ THỂ DU HÀNH THỜI GIAN KHÔNG? Trong khoa học viễn tưởng, không gian và thời gian bẻ cong là chuyện thường tình.
Thiên thạch là gì?
08/12/2018
Lãng mạn biết bao khi nguyện cầu một điều ước trên một ngôi sao băng khi nó kéo vệt trên bầu trời đêm. Những tia hi vọng
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 23)
06/12/2018
Vật chất tối Mặc dù vật lí học đã sải những bước dài trong thế kỉ vừa qua, nhưng có một thực tế nổi cộm là toàn

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com