นักวิทยาศาสตร์สามารถออกแบบให้เซลล์มนุษย์ทำการปล่อยแสงเลเซอร์ที่มีลักษณะเฉพาะออกมาได้ โดยความสำเร็จในการค้นพบเทคโนโลยีชนิดนี้สามารถนำไปใช้ตรวจหาการกระจายของเซลล์มะเร็งในร่างกายได้

จุดเริ่มต้นของเซลล์เลเซอร์นั้นเกิดขึ้นในปีค.ศ. 2011 เมื่อ ดร.Malte Gather และศาสตราจารย์ SeokHyun Yun ซึ่งเป็นนักฟิสิกส์ ณ โรงเรียนแพทย์ฮาร์วาร์ด ( Harvard Medical School) ประเทศสหรัฐอเมริกา สามารถควบคุมเซลล์มนุษย์ให้ผลิตโปรตีนที่มีลักษณะเรืองแสงได้และจัดวางเซลล์เหล่านี้ไว้ระหว่างกระจกเงาเล็ก ๆ 2 แผ่น เมื่อนักฟิสิกส์ทั้งสองได้ทำการฉายแสงสีน้ำเงินไปยังเซลล์ ตัวเซลล์จะเริ่มปล่อยแสงสีเขียวออกมา โดยแสงที่ปล่อยออกมาจะถูกสะท้อนไปมาระหว่างแผ่นกระจกเงาจนก่อให้เกิดลำแสงที่ต่อเนื่องเหมือนกับลำแสงเลเซอร์นั่นเอง

อย่างไรก็ตาม การนำเซลล์เลเซอร์นี้ไปใช้ยังมีข้อจำกัดนั่นคือ เซลล์เหล่านี้ต้องอาศัยกระจกเงาซึ่งอยู่ภายนอกเซลล์เพื่อช่วยในการปล่อยลำแสง โดยวิธีแก้ไขข้อจำกัดนี้คือ จะต้องหาทางที่จะนำกระจกเงาเล็ก ๆ 2 แผ่นนี้หรือวัสดุอื่น ๆ ที่จะช่วยก่อให้เกิดการสะท้อนเข้าไปในเซลล์ให้ได้ โดย ดร. MatjazHumar ได้รับทุนจากสหภาพยุโรปให้ทำงานร่วมกับ Prof. Yun ที่โรงเรียนแพทย์ฮาร์วาร์ด เพื่อค้นหาวิธีแก้ไขปัญหานี้ โดยกลวิธีที่เขาค้นพบนั่นคือ การฉีดหยดน้ำมันที่ถูกย้อมด้วยสารสีเรืองแสงเข้าไปในเซลล์ เพื่อให้หยดน้ำมันนี้เป็นตัวช่วยให้เกิดการสะท้อนของแสง 

โดยหลักการการทำงานของวิธีนี้ก็คล้ายกับเหตุการณ์ที่เกิดเสียงสะท้อนเมื่อมีการพูดเบา ๆ ในโบสถ์ ห้องสมุดหรือตึกเก่า ๆ โดยเราสามารถได้ยินเสียงกระซิบได้ในระยะไกลเนื่องจากมีการสะท้อนของเสียง ซึ่งในกรณีของหยดน้ำมันซึ่งมีลักษณะเป็นทรงกลมจะทำให้แสงที่ถูกปล่อยออกมาเกิดการสั่นและสะท้อนรอบ ๆ ตัวหยดไขมันและสุดท้ายก็จะก่อให้เกิดเป็นลำแสงเลเซอร์
 

นอกจาก ดร. Humar และ ศาสตราจารย์ Yun แล้วยังมี ดร. Gather จากมหาวิทยาลัยเซนต์แอนดรูส์ ( University of St Andrews) ประเทศสหราชอาณาจักรซึ่งเป็นเพื่อนร่วมงานของศาสตราจารย์ Yun ได้ร่วมพัฒนาเซลล์เลเซอร์โดยใช้เม็ดพลาสติกขนาดเล็ก (micro-beads) แทนการใช้หยดน้ำมัน โดยมีการลำเลียงเม็ดพลาสติกขนาดเล็กนี้เข้าสู่เซลล์ด้วยวิธีการเอนโดไซโทซิส (endocytosis)

การทำงานของเม็ดพลาสติกขนาดเล็กนั้นก็เหมือนกับหยดน้ำมัน โดยจะทำให้เกิดการสั่นและสะท้อนของแสงภายในเซลล์จนก่อให้เกิดเป็นลำแสงเลเซอร์ ซึ่งประโยชน์ของเซลล์เลเซอร์ที่เกิดจากการใช้เม็ดพลาสติกหรือหยดน้ำมันนี้คือ แต่ละเซลล์จะปล่อยแสงที่มีสีเฉพาะเป็นของตัวเอง ซึ่งความเฉพาะเจาะจงของสีของแสงเลอเซอร์ก็เหมือนกับแถบบาร์โคด และจะมีความแตกต่างกันตามขนาดของเม็ดพลาสติกหรือหยดน้ำมัน

นักวิจัยได้กล่าวว่าตามทฤษฎีแล้ว เราสามารถกระตุ้นให้เซลล์สร้างลำแสงเลเซอร์ภายในร่างกายของมนุษย์ได้ ซึ่งในเวลาต่อมาได้มีการคิดค้นสเปกโทรมิเตอร์ (spectrometer) ซึ่งเป็นเครื่องมือวัดแสงที่สามารถตรวจจับแสงที่มีสีต่างกันเพียงเล็กน้อยได้ โดยเราสามารถใช้เครื่องมือชนิดนี้ตรวจหาเซลล์ที่ปล่อยลำแสงเลเซอร์ภายในร่างกายของมนุษย์ได้ 

ดร. Gather เชื่อว่าเทคโนโลยีเซลล์เลเซอร์จะช่วยให้นักชีววิทยาเข้าใจถึงการเกิดเนื้องอกที่กระจายอยู่ตามส่วนต่าง ๆ ของร่างกายได้ โดยการแพร่กระจายของเนื้อร้ายจากส่วนหนึ่งไปยังอีกส่วนหนึ่งนั้นถูกสันนิษฐานว่า น่าจะเกิดขึ้นเมื่อมีการแบ่งตัวของเซลล์มะเร็งออกมาจากเนื้องอก แต่กระบวนการหลังจากนี้ยังไม่ทราบแน่ชัดซึ่งการติดตามเซลล์มะเร็งเหล่านี้โดยการใช้เทคโนโลยีเซลล์เลเซอร์จะช่วยให้เข้าใจถึงกระบวนการเหล่านั้นได้ดีขึ้น

นอกจากการติดตามเซลล์มะเร็งแล้วเทคโนโลยีเซลล์เลเซอร์ยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการตรวจสอบกระบวนการทางชีวภาพอื่น ๆ ได้เช่น การตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน และการเปลี่ยนแปลงทางรูปร่างของสิ่งมีชีวิต สำหรับขั้นตอนต่อไปของการวิจัยนั่นคือ การทำให้เซลล์ปรับสภาพให้เข้ากับเม็ดพลาสติกให้ได้เพื่อที่จะทำให้เทคโนโลยีนี้สามารถถูกนำไปใช้ได้อย่างแพร่หลาย โดยเชื่อว่าเทคโนโลยีเซลล์เลเซอร์นี้จะกลายเป็นวิธีใหม่ที่ถูกใช้ในวงการกล้องจุลทรรศน์และตอนนี้กำลังมีการศึกษาในรายละเอียดเพื่อตรวจสอบการทำงานของเทคโนโลยีชนิดนี้ในสิ่งแวดล้อมทางชีวภาพที่มีความซับซ้อนมากขึ้น
 

ที่มา: https://horizon-magazine.eu/article/why-scientists-are-making-human-cells-emit-laser-beams_en.html