ইউভি বিকিরণ দ্বারা উদ্দীপিত হলে অনেকগুলি জৈবিকভাবে গুরুত্বপূর্ণ অণু আকার পরিবর্তন করে। যদিও এই সম্পত্তিটি কিছু ওষুধেও পাওয়া যায় তবে এটি এখনও ভালভাবে বোঝা যায় নি। একটি উদ্ভাবনী কৌশল ব্যবহার করে, গোয়েথ বিশ্ববিদ্যালয় ফ্র্যাঙ্কফুর্টের গবেষকরা জড়িত একটি আন্তর্জাতিক দল, শেনেফেল্ডের ইউরোপীয় এক্সফেল এবং হামবুর্গের ডয়চেন এলেকট্রোনেন-সিঙ্ক্রোট্রন ডেসি এই অতি-দ্রুত প্রক্রিয়াটি ব্যাখ্যা করেছেন এবং এক্স-রে আলোর সাহায্যে এটি ধীর গতিতে দৃশ্যমান করে তুলেছেন। পদ্ধতিটি অন্যান্য অনেক অণু বিশ্লেষণের উত্তেজনাপূর্ণ নতুন উপায়গুলি উন্মুক্ত করে।
“আমরা অণু 2-থিওরাসিলটি তদন্ত করেছি, যা নির্দিষ্ট ডিএনএ বিল্ডিং ব্লকগুলির উপর ভিত্তি করে ফার্মাসিউটিক্যালি অ্যাক্টিভসবস্ট্যান্সের একটি গ্রুপের অন্তর্গত,” হামবুর্গ বিশ্ববিদ্যালয়ের ডেসির ফ্রি-ইলেক্ট্রন লেজার ফ্ল্যাশ এবং কেমিস্ট্রি বিভাগের প্রধান এই গবেষণার শেষ লেখক মার্কাস গাহর বলেছেন। 2-থিওরাসিল এবং এর রাসায়নিকভাবে সম্পর্কিত সক্রিয় পদার্থগুলির একটি সালফার পরমাণু রয়েছে যা অণুগুলিকে তার অস্বাভাবিক, চিকিত্সাগতভাবে প্রাসঙ্গিক বৈশিষ্ট্য দেয়। “আরেকটি বিশেষ বৈশিষ্ট্য হ’ল ইউভি বিকিরণের সংস্পর্শে এলে এই অণুগুলি বিপজ্জনকভাবে প্রতিক্রিয়াশীল হয়ে ওঠে।” অধ্যয়নগুলি এই প্রভাবের কারণে ত্বকের ক্যান্সারের ঝুঁকিপূর্ণ ঝুঁকি নির্দেশ করে।
এই জাতীয় প্রক্রিয়াগুলির সময় কী ঘটে তা আরও ভালভাবে বুঝতে, গবেষণা দলটি ইতিমধ্যে একটি সুপ্রতিষ্ঠিত পদ্ধতি ব্যবহার করেছে, এটি আজ উপলব্ধ প্রযুক্তিগত সম্ভাবনাগুলি প্রয়োগ করে একটি নতুন স্তরে নিয়ে আসে। “কুলম্ব বিস্ফোরণ ইমেজিংয়ের মধ্যে তীব্র এক্স-রে ডাল সহ একটি অণু ইরেডিয়েট করা জড়িত, যা ইলেক্ট্রনকে ছুঁড়ে ফেলেছে,” গেথ বিশ্ববিদ্যালয়ের পরীক্ষামূলক পারমাণবিক এবং আণবিক পদার্থবিজ্ঞানের অধ্যাপক এবং গবেষণার প্রথম লেখক পর্যন্ত ব্যাখ্যা করেছেন। “এর মাধ্যমে, অণু ইতিবাচকভাবে চার্জ করে এবং এভাবে অস্থির হয়ে যায়, যাতে এটি এক সেকেন্ডের ভগ্নাংশের মধ্যে ছিন্ন হয়ে যায়।” অণুর বিভিন্ন টুকরো – পরমাণুগুলি – পৃথকভাবে উড়ে যাওয়ার দিকটি ট্র্যাক করে, অণুর কাঠামো সম্পর্কে তথ্য পাওয়া সম্ভব।
আজ অবধি, কুলম্ব বিস্ফোরণ ইমেজিং খুব সাধারণ অণুগুলির জন্য কেবল দরকারী ফলাফল পেয়েছিল। গোয়েথ বিশ্ববিদ্যালয়ে বিশেষভাবে বিকশিত একটি পরীক্ষামূলক সেটআপ ব্যবহার করে, গবেষণা দলটি এখন বিশ্বের সবচেয়ে শক্তিশালী এক্স-রে লেজার, ইউরোপীয় এক্সফেলকে এসকিউএস (“ছোট কোয়ান্টাম সিস্টেম”) ইউক্সফেলের বৈজ্ঞানিক উপকরণ ব্যবহার করে এই কৌশলটি একত্রিত করেছে। “এই পরীক্ষাটি বিভিন্ন উপায়ে একটি প্রযুক্তিগত উদ্ভাবন এবং এটি এসকিউএস যন্ত্রে উপলব্ধ পরীক্ষামূলক সম্ভাবনার একটি গুরুত্বপূর্ণ সম্প্রসারণ গঠন করে। প্রথমবারের মতো, এখন এই জৈবিকভাবে এবং চিকিত্সাগতভাবে প্রাসঙ্গিক অণুতে এই ইমেজিং কৌশলগুলি ব্যবহার করা সম্ভব, এবং কেবল মৌলিক পদার্থবিজ্ঞান গবেষণার জন্য নয়,” এসকিউএস যন্ত্রের প্রধান মাইকেল মায়ার বলেছেন।
ইউরোপীয় এক্সফেলের প্রচুর শক্তিশালী এক্স-রে ডালগুলি এই অণু খণ্ডিত করা সম্ভব করেছিল এবং এর ফলে এর কাঠামোর বিশ্লেষণ পরিচালনা করতে পারে। গবেষকরা সূক্ষ্ম গ্যাস অগ্রভাগ ব্যবহার করে অণুগুলি এক্স-রে লেজার বিমের মধ্যে প্রেরণ করেছিলেন, যার অর্থ কেবলমাত্র একক, বিচ্ছিন্ন অণুগুলি একবারে বিকিরণ করা হয়। এক্স-রে পালসের অল্প সময়ের আগে একটি অতিরিক্ত ইউভি ডাল, অণুগুলিকে উত্তেজিত করতে ব্যবহৃত হয়েছিল।
“দুটি ডালের মধ্যে সময়ের ব্যবধানের পরিবর্তনের মাধ্যমে, এই প্রক্রিয়াগুলির ধীর গতি মুভিটির মতো কিছু পাওয়া সম্ভব হয়, যা 100-1000 ফেমটোসেকেন্ডগুলির মধ্যে একটি আশ্চর্য গতিতে ঘটে, যা সেকেন্ডের এক মিলিয়নতমের চেয়ে কম” জহনকে ব্যাখ্যা করে। প্রক্রিয়া শেষে, একটি পরিশীলিত ডিটেক্টর 2-থিওরাসিলের বিভিন্ন পরমাণুর প্রভাব পয়েন্ট এবং সময় নিবন্ধিত করে।
পরীক্ষায় দুটি গুরুত্বপূর্ণ অনুসন্ধান প্রকাশ করা হয়েছিল, যার মধ্যে প্রথমটি 2-থিওরাসিল: ইউভি বিকিরণকে উদ্বেগিত করে এই অন্যথায় সমতল অণু বাঁকায়, যার ফলস্বরূপ সালফার পরমাণুর প্রসারণ ঘটে। এই রাজ্যটি তুলনামূলকভাবে দীর্ঘ সময়ের জন্য স্থিতিশীল; এটি নিশ্চিত করে যে অণু খুব প্রতিক্রিয়াশীল হয়ে ওঠে এবং ত্বকের ক্যান্সার হতে পারে, উদাহরণস্বরূপ। “এটি সাধারণ নিউক্লিওব্যাসগুলির জন্যও একটি উল্লেখযোগ্য পার্থক্য, যা কাঠামোগতভাবে খুব অনুরূপ তবে সালফার পরমাণু নেই,” গাহর বলেছেন। “পরিবর্তে, তাদের কাছে ইউভি বিকিরণের সাথে মোকাবিলা করার এবং শেষ পর্যন্ত এটিকে বিভিন্ন উত্তেজনা এবং দোলন রাষ্ট্রের মাধ্যমে নিরীহ উত্তরে রূপান্তর করার একটি ব্যবস্থা রয়েছে।” 2-থিওরাসিলের ক্ষেত্রে, সালফার পরমাণু এ জাতীয় রূপান্তরকে বাধা দেয়।
“দ্বিতীয় অনুসন্ধানটি পরীক্ষামূলক কৌশলটির সাথেই সম্পর্কিত,” জাহ্নকে বলেছেন। “যেমনটি আমরা দেখেছি, অণু এবং এর কাঠামোগত পরিবর্তনগুলি পুনর্গঠন করার জন্য আমাদের ডিটেক্টর দ্বারা সমস্ত পরমাণুগুলি সন্ধান করার দরকার নেই। এই ক্ষেত্রে আমাদের যা প্রয়োজন তা ছিল সালফার এবং অক্সিজেন পরমাণু পাশাপাশি চারটি হাইড্রোজেন নিউক্লিয়াস পরিমাপ করা, এবং আমরা ছয়টি কার্বন পরমাণু উপেক্ষা করতে পারি।” এই সন্ধানটি আরও জটিল অণুগুলিতে ভবিষ্যতের তদন্তে পরিমাপকে উল্লেখযোগ্যভাবে সহজতর করবে এবং এই উদ্ভাবনী পদ্ধতির বিশাল সম্ভাবনাগুলি স্পষ্টভাবে চিত্রিত করবে।