मस्तिष्क में न्यूरोट्रांसमीटर का पता लगाने के लिए नैनोप्रोब विकसित करना

मार्च 03, 2023 (नानावरक न्यूज़) जानवरों के मस्तिष्क में दसियों अरब न्यूरॉन्स या तंत्रिका कोशिकाएं होती हैं जो न्यूरोट्रांसमीटर के माध्यम से एक दूसरे के साथ संचार करके भावनाओं को संसाधित करना, सीखना और निर्णय लेना जैसे जटिल कार्य करती हैं। ये छोटे सिग्नलिंग अणु फैलते हैं - उच्च से निम्न सांद्रता वाले क्षेत्रों की ओर बढ़ते हैं - न्यूरॉन्स के बीच, रासायनिक संदेशवाहक के रूप में कार्य करते हैं। वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि यह विसरित गति मस्तिष्क के बेहतर कार्य के केंद्र में हो सकती है। इसलिए, उन्होंने एम्परोमेट्रिक और माइक्रोडायलिसिस विधियों का उपयोग करके मस्तिष्क में उनकी रिहाई का पता लगाकर विशिष्ट न्यूरोट्रांसमीटर की भूमिका को समझने का लक्ष्य रखा है। हालाँकि, ये विधियाँ अपर्याप्त जानकारी प्रदान करती हैं, जिससे बेहतर सेंसिंग तकनीकों की आवश्यकता होती है। इस प्रयोजन के लिए, वैज्ञानिकों ने एक ऑप्टिकल इमेजिंग विधि विकसित की जिसमें प्रोटीन जांच एक विशिष्ट न्यूरोट्रांसमीटर का पता लगाने पर अपनी प्रतिदीप्ति तीव्रता को बदल देती है। हाल ही में जापान के शिबौरा इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के प्रोफेसर यासुओ योशिमी के नेतृत्व में शोधकर्ताओं के एक समूह ने इस विचार को आगे बढ़ाया है। उन्होंने फ्लोरोसेंट आणविक रूप से मुद्रित पॉलिमरिक नैनोकणों (एफएमआईपी-एनपी) को सफलतापूर्वक संश्लेषित किया है जो विशिष्ट न्यूरोट्रांसमीटर-सेरोटोनिन, डोपामाइन और एसिटाइलकोलाइन का पता लगाने के लिए जांच के रूप में काम करते हैं। विशेष रूप से, इस तरह की जांच विकसित करना अब तक कठिन माना जाता रहा है। उनका अभूतपूर्व कार्य, पत्रिका में प्रकाशित हुआ Nanomaterials के ("विनियमित सतह घनत्व के साथ स्थिर टेम्पलेट्स का उपयोग करके उच्च चयनात्मकता के साथ छोटे न्यूरोट्रांसमीटर को सेंस करने वाले फ्लोरोसेंट आणविक रूप से मुद्रित पॉलिमर नैनोकणों का संश्लेषण"). फ्लोरोसेंट आणविक रूप से मुद्रित पॉलिमरिक नैनोकणों (एफएमआईपी-एनपी) को संश्लेषित किया है जो सेरोटोनिन, डोपामाइन और एसिटाइलकोलाइन जैसे विशिष्ट छोटे न्यूरोट्रांसमीटर का पता लगाने के लिए जांच के रूप में काम करते हैं। (छवि: प्रो. यासुओ योशिमी, एसआईटी) प्रो. योशिमी संक्षेप में एफएमआईपी-एनपी संश्लेषण के मूल सिद्धांतों की व्याख्या करते हैं। “इसमें कई चरण शामिल हैं। सबसे पहले, पता लगाए जाने वाले लक्ष्य न्यूरोट्रांसमीटर को कांच के मोतियों की सतह पर स्थापित किया जाता है। इसके बाद, मोनोमर्स (पॉलिमर के निर्माण खंड) विभिन्न कार्यों के साथ - पता लगाना, क्रॉस-लिंकिंग और प्रतिदीप्ति - मोतियों के चारों ओर पॉलीमराइज़ करते हैं, न्यूरोट्रांसमीटर को ढंकते हैं। परिणामी बहुलक को गुहा के रूप में अंकित न्यूरोट्रांसमीटर संरचना के साथ एक नैनोकण प्राप्त करने के लिए धोया जाता है। यह केवल लक्ष्य न्यूरोट्रांसमीटर में फिट होगा, जैसे केवल एक विशेष कुंजी ही ताला खोल सकती है। इसलिए, एफएमआईपी-एनपी मस्तिष्क में उनके संबंधित न्यूरोट्रांसमीटर का पता लगा सकते हैं।" जब लक्ष्य न्यूरोट्रांसमीटर गुहा के अंदर फिट होते हैं, तो एफएमआईपी-एनपी सूज जाते हैं और बड़े हो जाते हैं। शोधकर्ताओं का सुझाव है कि इससे फ्लोरोसेंट मोनोमर्स के बीच की दूरी बढ़ जाती है, जो बदले में, एक-दूसरे के साथ उनकी बातचीत को कम कर देती है, जिसमें स्व-शमन भी शामिल है जो फ्लोरोसेंस को दबा देता है। परिणामस्वरूप, प्रतिदीप्ति तीव्रता बढ़ जाती है, जो न्यूरोट्रांसमीटर की उपस्थिति का संकेत देती है। शोधकर्ताओं ने एफएमआईपी-एनपी संश्लेषण के दौरान कांच के मोतियों की सतह पर न्यूरोट्रांसमीटर घनत्व को समायोजित करके पहचान की अपनी चयनात्मकता में सुधार किया। इसके अतिरिक्त, न्यूरोट्रांसमीटर को ठीक करने के लिए सामग्री की पसंद का पता लगाने की विशिष्टता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई गई। शोधकर्ताओं ने पाया कि ग्लास बीड सतह पर न्यूरोट्रांसमीटर, सेरोटोनिन और डोपामाइन को जोड़ने के लिए मिश्रित सिलाने शुद्ध सिलाने से बेहतर है। मिश्रित सिलेन का उपयोग करके एफएमआईपी-एनपी को संश्लेषित किया गया, जिसमें विशेष रूप से सेरोटोनिन और डोपामाइन का पता लगाया गया। इसके विपरीत, शुद्ध सिलेन का उपयोग करके संश्लेषित किए गए गैर-विशिष्ट एफएमआईपी-एनपी के परिणामस्वरूप गैर-लक्ष्य न्यूरोट्रांसमीटर पर प्रतिक्रिया हुई, उन्हें गलत तरीके से सेरोटोनिन और डोपामाइन के रूप में पहचाना गया। इसी तरह, पॉली([2-(मेथैक्रिलोयॉक्सी)एथिल] ट्राइमिथाइलमोनियम क्लोराइड (एमईटीएमएसी)-को-मेथैक्रिलामाइड) लेकिन एमईटीएमएसी होमोपोलिमर नहीं, न्यूरोट्रांसमीटर एसिटाइलकोलाइन का एक प्रभावी डमी टेम्पलेट पाया गया। जबकि पूर्व ने एफएमआईपी-एनपी का उत्पादन किया जो चयनात्मक रूप से एसिटाइलकोलाइन का पता लगाता था, बाद वाले ने अनुत्तरदायी नैनोकणों का नेतृत्व किया। ये परिणाम हमारे मस्तिष्क में जारी न्यूरोट्रांसमीटर का चयनात्मक पता लगाने में एफएमआईपी-एनपी की व्यवहार्यता प्रदर्शित करते हैं। “इस नई तकनीक से मस्तिष्क की इमेजिंग से न्यूरोट्रांसमीटर प्रसार और मस्तिष्क गतिविधि के बीच संबंध का पता चल सकता है। बदले में, यह हमें न्यूरोलॉजिकल रोगों के इलाज में मदद कर सकता है और यहां तक ​​​​कि उन्नत कंप्यूटर भी बना सकता है जो मानव मस्तिष्क के कार्यों की नकल करता है, ”प्रोफेसर योशिमी ने कहा, जो अभिनव अनुसंधान के बारे में उत्साहित हैं।

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• स्रोत: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62497.php