Membuat Biolaser dari Sel Tunggal Ginjal Menjadi Laser Hidup

Tinuku
News KeSimpulan.com - Sinar laser dibuat dari sel mahkluk hidup. Biolaser dari sel tunggal ginjal. Peneliti menciptakan laser 'biologis' pertama terbuat dari sel-sel hidup.

Tidak cukup dengan science fiction superhero X-Men atau penyihir Mak Lampir yang matanya menghasilkan cahaya untuk menghancurkan musuh, tetapi untuk pertama kalinya laser dibuat menggunakan sel-sel biologis. Sel ginjal manusia yang digunakan untuk membuat laser ini.

Laser berperan kunci dalam komunikasi optik, penyimpanan data, dan sejumlah teknologi modern lainnya, biasanya terbuat dari zat padat mati, cair, atau gas. Sekarang, sepasang peneliti mengembangkan biolaser.

Di masa yang akan datang "laser hidup" mungkin dibuat di dalam hewan dan manusia yang memungkinkan pencitraan internal secara rinci. Juga terapi berbasis cahaya yang membunuh sel kanker jauh di dalam tubuh.

Diciptakan lebih dari 50 tahun yang lalu, laser pada dasarnya adalah sebuah penguat cahaya dengan "memompa" atom atau molekul dalam gas, cair, atau padat menjadi keadaan lebih energik, biasanya elektrik, kimia, atau dengan laser lain.

Setelah dipompa, atom akhirnya membusuk dan memancarkan foton yang akan dimulai oleh tip atom lain dari keadaan tereksitasi melepaskan semburan foton baru. Foton ini memperkuat jumlah lebih lanjut dengan memantul bolak-balik di antara dua cermin. Malte Gather dan Seok-Hyun Yun, keduanya fisikawan fotonik dari Harvard Medical School di Boston, menemukan cara untuk mereplikasi proses tersebut di dalam sel hidup.

"Pada awal kerja kami termotivasi untuk melihat biolasers karena rasa ingin tahu sebagian besar kalangan ilmiah. Tahun lalu ketika laser merayakan ulang tahun ke-50, kami menyadari meskipun orang telah melihat berbagai jenis materi laser, bahan biologi tidak memainkan peran utama," kata Gather.

Kunci biolaser adalah green fluorescent protein (GFP) yaitu sebuah molekul yang terbukti tanpa henti digunakan para biolog sejak temuan di ubur-ubur Aequorea victoria pada awal tahun 1960 karena sel-sel hidup bisa begitu mudah diprogram untuk memproduksinya.

Tetapi Gather dan Yun menggunakan sel ginjal manusia dengan penambahan kode DNA untuk GFP. Para peneliti kemudian menempatkan beberapa sel menghasilkan GFP di antara dua cermin selebar satu sel terpisah.

GFP di sel perlu dipompa dengan laser lain yang mengirim pulsa cahaya biru pada energi rendah sekitar 1 nanojoule. Biasanya biru muda hanya akan membuat GFP di sel fluoresce yaitu memancarkan cahaya secara acak ke segala arah. Tetapi di dalam rongga yang padat, cahaya memantul bolak-balik, menguatkan emisi GFP ke balok hijau koheren. Mereka melaporkan ke Nature Photonics.

"Itu sepotong kerja bagus," kata Qingdong Zheng, materiolog dari John Hopkins University di Baltimore, Maryland.

Zheng menunjukkan bahwa biolasers tersebut bisa digunakan misalnya pada sensor jenis baru atau terapi berbasis cahaya di mana cahaya yang digunakan untuk membunuh sel kanker yang dipicu dengan obat.

Meskipun biolaser masih tahap awal pengembangan, Gather dan Yun yakin dalam jangka panjang juga dapat membantu menjadi tulang punggung komunikasi optik perangkat elektronik untuk bioteknologi, mambangun device langsung manusia ke mesin di mana sinyal neuron otak mengirim sinar laser yang ditangkap oleh perangkat eksterior.

Tapi aspek yang paling menarik dari biolaser yaitu berasal dari intrinsik hidup. Dalam beberapa jenis laser konvensional, degradasi media penguat dari waktu ke waktu berhenti bekerja. Dengan biolaser, sel-sel terus menerus dapat membuat GFP baru.

"Kami mungkin dapat membuat laser untuk penyembuhan diri," kata Gather.
  1. Malte C. Gather & Seok Hyun Yun (Wellman Center for Photomedicine, Massachusetts General Hospital, 55 Fruit Street, Boston, Massachusetts 02114, USA). Single-cell biological lasers. Nature Photonics, 12 June 2011, DOI:10.1038/nphoton.2011.99
Seok-Hyun Yun http://www2.massgeneral.org/wellman/faculty-yun-pi.htm
Malte Gather http://www2.massgeneral.org/wellman/index.htm
Qingdong Zheng http://materials.jhu.edu/index.php/people/profile/zheng

Gambar : Malte C. Gather & Seok Hyun Yun, Nature Photonics, DOI:10.1038/nphoton.2011.99
Tinuku Store

No comments:

Post a Comment