قياس التداخل ثنائي الاستقطاب

يُعدّ قياس التداخل ثنائي الاستقطاب ( DPI ) تقنية تحليلية تستخدم الموجة المتلاشية لشعاع الليزر لدراسة الطبقات الجزيئية الممتصة على سطح دليل موجي . وتُستخدم هذه التقنية لقياس التغيرات التركيبية في البروتينات، أو الجزيئات الحيوية الأخرى، أثناء عملها (ويُشار إلى ذلك بعلاقة النشاط التركيبي ).

الأجهزة

تُركز تقنية DPI ^{[ 1 ]} ضوء الليزر في دليلين موجيين. يعمل أحدهما كدليل موجي "استشعاري" ذي سطح مكشوف، بينما يعمل الآخر على الحفاظ على شعاع مرجعي. يتشكل نمط تداخل ثنائي الأبعاد في المجال البعيد من خلال دمج الضوء المار عبر الدليلين الموجيين. تعمل تقنية DPI على تدوير استقطاب الليزر، لتحفيز نمطي استقطاب الدليلين الموجيين بالتناوب. يسمح قياس مخطط التداخل لكلا الاستقطابين بحساب كل من معامل الانكسار وسُمك الطبقة الممتصة. يمكن تبديل الاستقطاب بسرعة، مما يسمح بإجراء قياسات فورية للتفاعلات الكيميائية التي تحدث على سطح شريحة في نظام التدفق المستمر. يمكن استخدام هذه القياسات لاستنتاج معلومات بنيوية حول التفاعلات الجزيئية ، حيث يتغير حجم الجزيء (من سُمك الطبقة) وكثافة الطي (من معامل الانكسار). تُستخدم تقنية DPI عادةً لتوصيف التفاعلات الكيميائية الحيوية من خلال تحديد أي تغيير بنيوي كميًا في الوقت نفسه الذي يتم فيه قياس معدلات التفاعل، والتقارب، والديناميكا الحرارية.

هذه التقنية كمية وفورية (10 هرتز) بدقة أبعاد تبلغ 0.01 نانومتر. ^{[ 2 ]}

توجد أيضًا امتدادات لتقنية التداخل ثنائي الاستقطاب، وهي تقنية التداخل ثنائي الاستقطاب متعددة المسارات (MPL-DPI) ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} وتقنية التداخل ثنائي الاستقطاب المحسّنة بالامتصاص. في تقنية MPL-DPI، يُمكن تحديد كلٍّ من سُمك الطبقة ومعامل انكسارها (كثافتها)، وبالتالي الكتلة لكل وحدة مساحة، للأغشية المطلية في الموقع وخارجه، بينما لا تستطيع تقنية التداخل ثنائي الاستقطاب العادية حساب خصائص الغشاء إلا إذا تمت مراقبة مخطط التداخل باستمرار. أما تقنية التداخل ثنائي الاستقطاب المحسّنة بالامتصاص ^{[ 6 ]} (AE-DPI) فتُستخدم لفصل كتلة الجزيئات المختلفة على السطح، وذلك بالاستفادة من امتصاص أحد أنواع الجزيئات مقارنةً بالأنواع الأخرى على السطح.

التطبيقات

ظهر تطبيق جديد للتداخل ثنائي الاستقطاب في عام 2008، حيث تنطفئ شدة الضوء المار عبر الدليل الموجي عند نمو البلورات. وقد أتاح ذلك رصد المراحل المبكرة جدًا من تكوين نواة بلورات البروتين. ^{[ 7 ]} كما تتميز الإصدارات اللاحقة من مقاييس التداخل ثنائية الاستقطاب بقدرتها على قياس الانتظام والاضطراب في الأغشية الرقيقة ثنائية الانكسار. ^{[ 8 ]} وقد استُخدمت هذه التقنية، على سبيل المثال، لدراسة تكوين طبقات الدهون الثنائية وتفاعلها مع بروتينات الغشاء. ^{[ 9 ]}^{[ 10 ]}

مراجع

↑ كروس، جي؛ ريفز، إيه إيه؛ براند، إس؛ بوبلويل، جيه إف؛ بيل، إل إل؛ سوان، إم جيه؛ فريمان، إن جيه (2003). "مستشعر حيوي بصري كمي جديد لتوصيف البروتينات". أجهزة الاستشعار الحيوية والإلكترونيات الحيوية . 19 (4): 383-390 . doi : 10.1016/S0956-5663(03)00203-3 . PMID 14615097 .
↑ سوان، إم جيه؛ فريمان، إن جيه؛ كروس، جي إتش (2007). "التداخل ثنائي الاستقطاب: تقنية بصرية في الوقت الحقيقي لقياس التوجه والبنية والوظيفة الجزيئية (الحيوية) عند السطح البيني بين المادة الصلبة والسائلة". في: ماركس، آر إس؛ لوي، سي آر؛ كولين، دي سي؛ ويتال، إتش إتش؛ كاروب، آي (محررون). دليل أجهزة الاستشعار الحيوية والرقائق الحيوية . المجلد 1. وايلي . الجزء 4، الفصل 33، الصفحات 549-568. ISBN 978-0-470-01905-4.
↑ كوفي، بول د.؛ سوان، ماركوس ج.؛ وايغ، توماس أ.؛ شيدين، فريد؛ لو، جيان ر. (22 يونيو 2009). "قياس التداخل ثنائي الاستقطاب متعدد أطوال المسار" . أوبتكس إكسبرس . 17 (13): 10959-10969 . Bibcode : 2009OExpr..1710959C . doi : 10.1364/OE.17.010959 . PMID 19550495 .
↑ كوفي، بول. "قياسات السطح البيني للأنظمة الغروية والحيوية الغروية في الوقت الحقيقي" . تم الاسترجاع في 16 ديسمبر 2022 .
↑ ديليفوبولوس، إيفانجيلوس؛ أوبيراي، ميريام م.؛ كوفي، بول د.؛ سوان، ماركوس ج.؛ شاكشيف، كيفن م.؛ ويلاند، مارك إي. (فبراير 2015). " طبقات بروتين المصل على الباريلين-C وأكسيد السيليكون: تأثيرها على التصاق الخلايا" . الغرويات والأسطح ب: التفاعلات الحيوية . 126 : 169-177 . doi : 10.1016/j.colsurfb.2014.12.020 . PMC 4342411. PMID 25555155 .
↑ كوفي، بول ديفيد؛ سوان، ماركوس جاك؛ وايغ، توماس أندرو؛ مو، تشينغشان؛ لو، جيان رين (2013). "بنية وكتلة الأغشية الرقيقة غير المتجانسة المقاسة باستخدام قياس التداخل ثنائي الاستقطاب وقياس الإهليلجية". RSC Advances . 3 (10): 3316. Bibcode : 2013RSCAd...3.3316C . doi : 10.1039/C2RA22911K .
↑ بودجمالين، أ؛ كلارك، د.ت؛ فريمان، ن.ج؛ نيكلسون، ج.م؛ جونز، ج.ر (2008). "المراحل المبكرة لتبلور البروتين كما كشفت عنها تقنية الموجهات الضوئية الناشئة". مجلة علم البلورات التطبيقي . 41 (3): 523. doi : 10.1107/S0021889808005098 .
↑ مشاغي، أ؛ سوان، م؛ بوبلويل، ج؛ تكستور، م؛ ريمهولت، إ (2008). "التباين البصري لهياكل الدهون المدعومة التي تم فحصها بواسطة مطيافية الموجة الدليلية وتطبيقها على دراسة حركية تكوين طبقة الدهون الثنائية المدعومة". الكيمياء التحليلية . 80 (10): 3666-76 . doi : 10.1021/ac800027s . PMID 18422336 .
↑ سانغيرا، ن؛ سوان، م. ج؛ رونان، ج؛ بينهيرو، ت. ج (2009). "نظرة معمقة على الأحداث المبكرة في تجمع بروتين البريون على الأغشية الدهنية" . مجلة بيوكيميكا وبيوفيزيكا أكتا (BBA) - الأغشية الحيوية . 1788 (10): 2245-2251 . doi : 10.1016/j.bbamem.2009.08.005 . PMID 19703409 .
↑ لي، تي إتش؛ هينغ، سي؛ سوان، إم جيه؛ جيهمان، جيه دي؛ سيباروفيتش، إف؛ أغيلار، إم آي (2010). "التحليل الكمي الفوري لاضطراب الدهون بواسطة الأورين 1.2 أثناء امتزاز الغشاء، وعدم استقراره، وتحلله" . مجلة بيوكيميكا وبيوفيزيكا أكتا (BBA) - الأغشية الحيوية . 1798 (10): 1977-1986 . doi : 10.1016/j.bbamem.2010.06.023 . PMID 20599687 .

للمزيد من القراءة

كروس، جي إتش؛ رين، واي؛ فريمان، إن جيه (1999). "أهداب يونغ من الموجهات اللوحية المتكاملة رأسيًا: تطبيقات في استشعار الرطوبة" (ملف PDF) . مجلة الفيزياء التطبيقية . 86 (11): 6483. رمز Bibcode : 1999JAP....86.6483C . doi : 10.1063/1.371712 . S2CID 121706760 .
كروس، ج. (2003). "مستشعر حيوي بصري كمي جديد لتوصيف البروتينات". أجهزة الاستشعار الحيوية والإلكترونيات الحيوية . 19 (4): 383-390 . doi : 10.1016/S0956-5663(03)00203-3 . PMID 14615097 .
فريمان، ن. ج.؛ بيل، ل. ل.؛ سوان، م. ج.؛ كروس، ج. هـ.؛ ريفز، أ.؛ براند، س.؛ لو، ج. ر. (2004). "دراسات عالية الدقة في الوقت الحقيقي لامتزاز البروتين وبنيته عند السطح البيني بين الطورين الصلب والسائل باستخدام قياس التداخل ثنائي الاستقطاب". مجلة الفيزياء: المادة المكثفة . 16 (26): S2493– S2496. Bibcode : 2004JPCM...16S2493F . doi : 10.1088/0953-8984/16/26/023 . S2CID 250737643 .
خان، تي آر؛ غراندين، إتش إم؛ مشاغي، إيه؛ تكستور، إم؛ ريمهولت، إي؛ ريفياكين، آي (2008). "إعادة توزيع الدهون في الحويصلات المحتوية على فوسفاتيديل سيرين الممتصة على ثاني أكسيد التيتانيوم" . Biointerphases . 3 ( 2): FA90. doi : 10.1116/1.2912098 . PMID 20408675. S2CID 28632810 .

[1] كروس، جي؛ ريفز، إيه إيه؛ براند، إس؛ بوبلويل، جيه إف؛ بيل، إل إل؛ سوان، إم جيه؛ فريمان، إن جيه (2003). "مستشعر حيوي بصري كمي جديد لتوصيف البروتينات". أجهزة الاستشعار الحيوية والإلكترونيات الحيوية . 19 (4): 383-390 . doi : 10.1016/S0956-5663(03)00203-3 . PMID 14615097 .

[2] سوان، إم جيه؛ فريمان، إن جيه؛ كروس، جي إتش (2007). "التداخل ثنائي الاستقطاب: تقنية بصرية في الوقت الحقيقي لقياس التوجه والبنية والوظيفة الجزيئية (الحيوية) عند السطح البيني بين المادة الصلبة والسائلة". في: ماركس، آر إس؛ لوي، سي آر؛ كولين، دي سي؛ ويتال، إتش إتش؛ كاروب، آي (محررون). دليل أجهزة الاستشعار الحيوية والرقائق الحيوية . المجلد 1. وايلي . الجزء 4، الفصل 33، الصفحات 549-568. ISBN 978-0-470-01905-4.

[3] كوفي، بول د.؛ سوان، ماركوس ج.؛ وايغ، توماس أ.؛ شيدين، فريد؛ لو، جيان ر. (22 يونيو 2009). "قياس التداخل ثنائي الاستقطاب متعدد أطوال المسار" . أوبتكس إكسبرس . 17 (13): 10959-10969 . Bibcode : 2009OExpr..1710959C . doi : 10.1364/OE.17.010959 . PMID 19550495 .

[4] كوفي، بول. "قياسات السطح البيني للأنظمة الغروية والحيوية الغروية في الوقت الحقيقي" . تم الاسترجاع في 16 ديسمبر 2022 .

[5] ديليفوبولوس، إيفانجيلوس؛ أوبيراي، ميريام م.؛ كوفي، بول د.؛ سوان، ماركوس ج.؛ شاكشيف، كيفن م.؛ ويلاند، مارك إي. (فبراير 2015). " طبقات بروتين المصل على الباريلين-C وأكسيد السيليكون: تأثيرها على التصاق الخلايا" . الغرويات والأسطح ب: التفاعلات الحيوية . 126 : 169-177 . doi : 10.1016/j.colsurfb.2014.12.020 . PMC 4342411. PMID 25555155 .

[6] كوفي، بول ديفيد؛ سوان، ماركوس جاك؛ وايغ، توماس أندرو؛ مو، تشينغشان؛ لو، جيان رين (2013). "بنية وكتلة الأغشية الرقيقة غير المتجانسة المقاسة باستخدام قياس التداخل ثنائي الاستقطاب وقياس الإهليلجية". RSC Advances . 3 (10): 3316. Bibcode : 2013RSCAd...3.3316C . doi : 10.1039/C2RA22911K .

[7] بودجمالين، أ؛ كلارك، د.ت؛ فريمان، ن.ج؛ نيكلسون، ج.م؛ جونز، ج.ر (2008). "المراحل المبكرة لتبلور البروتين كما كشفت عنها تقنية الموجهات الضوئية الناشئة". مجلة علم البلورات التطبيقي . 41 (3): 523. doi : 10.1107/S0021889808005098 .

[8] مشاغي، أ؛ سوان، م؛ بوبلويل، ج؛ تكستور، م؛ ريمهولت، إ (2008). "التباين البصري لهياكل الدهون المدعومة التي تم فحصها بواسطة مطيافية الموجة الدليلية وتطبيقها على دراسة حركية تكوين طبقة الدهون الثنائية المدعومة". الكيمياء التحليلية . 80 (10): 3666-76 . doi : 10.1021/ac800027s . PMID 18422336 .

[9] سانغيرا، ن؛ سوان، م. ج؛ رونان، ج؛ بينهيرو، ت. ج (2009). "نظرة معمقة على الأحداث المبكرة في تجمع بروتين البريون على الأغشية الدهنية" . مجلة بيوكيميكا وبيوفيزيكا أكتا (BBA) - الأغشية الحيوية . 1788 (10): 2245-2251 . doi : 10.1016/j.bbamem.2009.08.005 . PMID 19703409 .

[10] لي، تي إتش؛ هينغ، سي؛ سوان، إم جيه؛ جيهمان، جيه دي؛ سيباروفيتش، إف؛ أغيلار، إم آي (2010). "التحليل الكمي الفوري لاضطراب الدهون بواسطة الأورين 1.2 أثناء امتزاز الغشاء، وعدم استقراره، وتحلله" . مجلة بيوكيميكا وبيوفيزيكا أكتا (BBA) - الأغشية الحيوية . 1798 (10): 1977-1986 . doi : 10.1016/j.bbamem.2010.06.023 . PMID 20599687 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

اللغة	العربية (RTL)
روابط موسوعية	24 رابطاً
المصدر الأصلي	ويكيبيديا ↗