ویروس‌ها در فرکانسی صدا تولید می‌کنند که یک میلیون برابر بیشتر از توان شنیداری انسان‌هاست
دانشمندان موفق به شناسایی فرکانس‌های ارتعاشی طبیعی تولید شده توسط ویروس‌های منفرد شدند. شیمیدانان و میکروبیولوژیست‌ها در دانشگاه ایالتی میشیگان از روشی تمام‌نوری برای این آزمایش استفاده کردند.
مطالعه‌ای که در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شده است نشان داد که دانشمندان روشی یافته‌اند تا نور را از روی ویروس‌ها منعکس کرده و الگوهای ارتعاشی حاصل را که به راحتی قابل شناسایی هستند، تشخیص دهند.
محققان نوسانات هم‌زمان طولانی مدت را در یک ویروس منفرد در دمای اتاق که برای چندین نانوثانیه ادامه داشت، کشف کردند.
شناسایی ویروس‌ها
محققان گفتند: "این سیگنال‌های هم‌زمان باعث ایجاد یک طیف صوتی می‌شوند که نسبت به مورفولوژی ویروس و تعاملات بین گلیکوپروتئین‌های آن و محیط بسیار حساس است." روش‌شناسی استفاده شده در آزمایش جدید نویدبخش افشای جزئیات دینامیک ویروسی بدون نیاز به برچسب‌گذاری است و می‌تواند به عنوان ابزاری برای شناسایی ویروس‌ها به کار رود.
محققان حرکات ارتعاشی ذرات ویروسی منفرد و بدون برچسب را تحت شرایط محیطی با استفاده از طیف‌سنجی فوق‌العاده سریع ردیابی کردند.
ردیابی مسیر ویروس‌ها
طیف صوتی یک سودوویروس لنتی با اندازه ۸۰ تا ۱۰۰ نانومتر تقاضاهای ارتعاشی در محدوده ۱۹ تا ۲۱ گیگاهرتز که نسبت به مورفولوژی ویروس حساس هستند و مدهای ۲ تا ۱۰ گیگاهرتز با زمان‌های فازشوی نانوثانیه که تعاملات پروتئینی پوششی ویروسی را منعکس می‌کند، نشان می‌دهد، طبق مطالعه محققان.
محققان کشف کردند که با ردیابی مسیر ویروس‌ها به مدت چند دقیقه، آن‌ها مشاهده کردند که تعامل مدهای صوتی با واسطه محیط محلی ایجاد می‌شود.
ردیابی ذرات منفرد امکان ضبط تجزیه ویروسی را از طریق نرم شدن و فازشوی هم‌زمان میسر می‌سازد.
محققان بیان کردند که حساسیت، وضوح بالا، و سرعت این روش نویدبخش بینش‌های عمیق‌تری به دینامیک زیستی و تشخیص‌های زودهنگام در سطح میکروارگانیسم منفرد است.
ویروس‌ها به روش‌های منحصر به فرد خود ارتعاش می‌کنند
بعد از آزمایش‌های متعدد بر روی ویروس‌ها، تیم تحقیقاتی دریافت که هر یک از آن‌ها به شیوه‌ای منحصر به فرد و متمایز از یکدیگر و دیگر مولکول‌ها که آزمایش شده‌اند، ارتعاش می‌کنند. این بدان معناست که بیو سونیکز می‌تواند به عنوان یک حسگر مورد استفاده قرار گیرد، دستگاه‌هایی که می‌توانند برای مثال یک اتاق را اسکن کرده، ویروس‌ها را در هوا تشخیص و شناسایی کنند، گزارش داده شده توسط Phys.org .
محققان در این مطالعه اشاره کردند که ارتعاشات با فرکانس پایین سیستم‌های بیولوژیکی مانند پروتئین‌ها، ویروس‌ها و باکتری‌ها از حرکت جمعی تمام اتم‌های آن‌ها ناشی می‌شود. بنابراین طیف ارتعاشی این سیستم‌های بیولوژیکی، ساختار سه‌بعدی و انعطاف‌پذیری کنفورماسیونی آن‌ها و همچنین تعاملات حیاتی با محیط آن‌ها را منعکس می‌کند.
دانشمندان با استفاده از تنظیمات پارامتری مناسب ارتعاشات صادر شده توسط ویروس را با استفاده از تکنیکی که آن را طیف‌سنجی بیو سونیکز می‌نامند، شناسایی کردند. آن‌ها فاش کردند که صدا نه تنها برای گوش انسان بیش از حد ضعیف است، بلکه بسیار بالا و یک میلیون برابر بیشتر از توان شنیداری انسان‌هاست که قابلیت شنیدن دارد.
محققان در این مطالعه گفتند: "روش ما ویژگی‌های ساختاری را که نسبت به مورفولوژی ویروس، پروتئین‌های سطحی و شرایط محیطی حساس هستند، ثبت می‌کند و بینش‌هایی از مکانیک و تعاملات ویروسی که با دیگر روش‌های ذرات منفرد ممکن نیست، ارائه می‌دهد."
