របៀបដែលមេទីឡែនប្លូចូលក្នុងកោសិកា៖ រេដុកម្ម អុកស៊ីតកម្មឡើងវិញ និងការបែងចែកចូលក្នុងភ្នាស

នៅពេលមើលកោសិកាអង់ដូតេល្យូមក្នុងចានបណ្តុះស្រូបយកមេទីឡែនប្លូ ការបកស្រាយដែលហាក់ដូចជាច្បាស់ក៏ជាការបកស្រាយខុសដែរ។ មជ្ឈដ្ឋានបណ្តុះបាត់ពណ៌ខៀវ កោសិកាមានគ្រាប់តូចៗពណ៌ខៀវ ដូច្នេះគេអាចគិតថាសារធាតុជ្រលក់បានឆ្លងកាត់ភ្នាសក្នុងទម្រង់ម៉ូលេគុលពណ៌ខៀវ។ ប៉ុន្តែពិសោធន៍បង្ហាញផ្ទុយពីនេះ។ ទម្រង់ពណ៌ខៀវស្ទើរតែមិនឆ្លងកាត់ទេ។ ទម្រង់ដែលឆ្លងកាត់គឺទម្រង់គ្មានពណ៌ ហើយពណ៌ខៀវដែលអ្នកឃើញនៅខាងក្នុងត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅខាងក្នុង បន្ទាប់ពីសារធាតុនោះបានចូលទៅដល់។

ការយល់ដឹងផ្ទុយពីការរំពឹងនេះមានសារៈសំខាន់ ព្រោះវាកំណត់ថាការជ្រលក់ពណ៌អាច និងមិនអាចប្រាប់អ្នកអំពីអ្វីខ្លះ។ គ្រាប់តូចៗពណ៌ខៀវបង្ហាញពីសារធាតុជ្រលក់ទម្រង់អុកស៊ីតកម្ម ដែលបានឆ្លងកាត់អុកស៊ីតកម្មឡើងវិញ ហើយត្រូវបានឃាត់ទុកក្នុងសរីរាង្គតូចៗរបស់កោសិកា។ វាមិនបង្ហាញបរិមាណសារធាតុជ្រលក់សរុបក្នុងកោសិកាទេ មិនបង្ហាញបរិមាណសារធាតុក្នុងទម្រង់រេដុកម្មទេ ហើយក៏មិនវាស់ឥទ្ធិពលជីវសាស្ត្រដែរ។ ដើម្បីយល់ពីមូលហេតុ សូមតាមដានជំហានទាំងបី៖ រេដុកម្មនៅផ្ទៃ ការសាយភាយនៃទម្រង់រេដុកម្ម និងអុកស៊ីតកម្មឡើងវិញជាមួយការឃាត់ទុកនៅខាងក្នុង។

ទម្រង់ទាំងពីរមានឥរិយាបថដូចជាម៉ូលេគុលខុសគ្នា

មេទីឡែនប្លូទម្រង់អុកស៊ីតកម្មមានរចនាសម្ព័ន្ធរង្វង់រាបស្មើដែលមានបន្ទុកអគ្គិសនីវិជ្ជមាន។ វារលាយក្នុងទឹក ស្រូបពន្លឺខ្លាំងនៅជុំវិញ 600 ដល់ 700 nanometers ហើយមើលទៅមានពណ៌ខៀវ។ បន្ទុកអគ្គិសនីនេះហើយជាចំណុចសំខាន់។ ម៉ូលេគុលដែលមានបន្ទុក និងមានទំនាក់ទំនងល្អជាមួយទឹក មិនងាយឆ្លងកាត់ភ្នាសលីពីតទេ ដូច្នេះពាក្យដែលប្រើដោយប្រុងប្រយ័ត្នក្នុងអក្សរសិល្ប៍វិទ្យាសាស្ត្រគឺ «ពិបាកឆ្លងកាត់ភ្នាសក្នុងកម្រិតប្រៀបធៀប» មិនមែន «មិនអាចឆ្លងកាត់ភ្នាស» ទេ។

មេទីឡែនប្លូទម្រង់រេដុកម្ម ដែលហៅថាលូកូមេទីឡែនប្លូ គ្មានពណ៌ គ្មានបន្ទុកអគ្គិសនី និងរលាយក្នុងខ្លាញ់។ នៅពេលបន្ទុកត្រូវបានដកចេញ ភ្នាសលែងជារបាំងរារាំង។ ម៉ូលេគុលទម្រង់រេដុកម្មសាយភាយឆ្លងកាត់បានយ៉ាងងាយ ហើយនៅពេលចូលទៅក្នុងផ្នែកដែលមានលក្ខខណ្ឌអុកស៊ីតកម្មខ្លាំងជាង វាអាចបាត់បង់អេឡិចត្រុងម្តងទៀត និងត្រឡប់ទៅជាទម្រង់ពណ៌ខៀវដែលមានបន្ទុក ហើយត្រូវបានឃាត់ទុក។ ដូច្នេះ គីមីវិទ្យារេដុកស៍របស់សារធាតុជ្រលក់ ក៏ជាយន្តការដឹកជញ្ជូនរបស់វាដែរ។ ការផ្លាស់ប្តូរចំនួនអេឡិចត្រុងនាំឱ្យការឆ្លងកាត់ភ្នាសផ្លាស់ប្តូរ។

អេឡិចត្រុងសម្រាប់ជំហានដំបូងមកពីកោសិកាផ្ទាល់។ កោសិកាថនិកសត្វដឹកជញ្ជូនអេឡិចត្រុងឆ្លងកាត់ភ្នាសប្លាស្មា ដោយផ្ទេរសមមូលរេដុកម្មពីសារធាតុផ្តល់នៅក្នុងកោសិកាទៅកាន់សារធាតុទទួលនៅផ្ទៃខាងក្រៅ។ សកម្មភាពឆ្លងកាត់ភ្នាសប្លាស្មានេះជាមុខងារធម្មតារបស់កោសិកា ដែលមាននៅក្នុងកោសិកាភាគច្រើន។ អង់ស៊ីមរេដុកតាសនៅផ្ទៃកោសិកាអង់ដូតេល្យូមដែលធ្វើសកម្មភាពលើសារធាតុជ្រលក់ថាយ៉ាហ្ស៊ីន មានឥរិយាបថដូចអង់ស៊ីមផ្សេងៗក្នុងចំណុចសំខាន់មួយ៖ វានៅតែដំណើរការនៅពេលមានស៊ីយ៉ានីត និងអាហ្ស៊ីដក្នុងកម្រិតដែលរារាំងជំហានបន្ទាប់។ ភាពដាច់ដោយឡែកនេះជាចំណុចស្នូលនៃការពន្យល់ទាំងមូល។

ការបែងចែករវាងផាសត្រូវបានសិក្សាមុន ហើយស្ទើរតែពន្យល់បានអំពីការស្រូបចូល

នៅឆ្នាំ 1929 Marian Irwin នៅវិទ្យាស្ថាន Rockefeller បានសួរសំណួរដែលសាមញ្ញជាងនេះ។ ប្រហែលជាការចូលរបស់សារធាតុជ្រលក់គ្រាន់តែជាការបែងចែករវាងទឹក និងស្រទាប់ខ្លាញ់របស់កោសិកា ហើយស្រទាប់ក្លរ៉ូហ្វមអាចប្រើជាតំណាងស្រទាប់ខ្លាញ់ទាំងនោះក្នុងពិសោធន៍មន្ទីរពិសោធន៍។ ការសិក្សាអំពីការជ្រាបចូលដោយប្រើស្ពិចត្រូហ្វូតូម៉ែត្រ របស់នាងបានក្រឡុកសូលុយស្យុងសារធាតុជ្រលក់ក្នុងទឹកជាមួយក្លរ៉ូហ្វម ហើយប្រៀបធៀបសារធាតុដែលផ្លាស់ទៅក្នុងផាសសរីរាង្គនឹងសារធាតុដែលចូលទៅក្នុងកោសិកាសារាយរស់។

របកគំហើញពីរពីការងារនោះនៅតែគួរឱ្យយកចិត្តទុកដាក់។ ទីមួយ សូលុយស្យុងមេទីឡែនប្លូដែលលក់លើទីផ្សារមានទ្រីមេទីលថាយ៉ូនីន ដែលឥឡូវហៅថា azure B ហើយសារធាតុមិនបរិសុទ្ធនេះជ្រាបចូលលឿនជាងមេទីឡែនប្លូផ្ទាល់ ជាពិសេសនៅ pH អាល់កាឡាំង ដែលទម្រង់បាសសេរីរលាយក្នុងលីពីតមានច្រើនជាងគេ។ ការចូលខ្លះដែលមើលទៅដូចជាការចូលរបស់មេទីឡែនប្លូ តាមពិតជាការចូលដោយជ្រើសរើសរបស់ azure B។ ទីពីរ pH កំណត់លទ្ធផលតាមរយៈការកំណត់ស្ថានភាពអ៊ីយ៉ុងកម្ម ហើយកោសិកាដែលរងការខូចខាតអនុញ្ញាតឱ្យសារធាតុជ្រលក់ចូលច្រើនជាងកោសិកាដែលនៅស្ថានភាពល្អ។ មេគុណបែងចែក និងស្ថានភាពបន្ទុកកំណត់អ្វីដែលប្រព័ន្ធសិប្បនិម្មិត និងកោសិការស់ស្រូបយករៀងៗខ្លួន ហើយភាពស្រដៀងគ្នារវាងប្រព័ន្ធទាំងពីរគាំទ្រគំនិតថា ព្រំដែនកោសិកាមានស្រទាប់ដែលមិនមែនជាទឹក។

គំរូនេះបានយល់ដឹងមុនគេអំពីលីពីត និងអ៊ីយ៉ុងកម្ម ប៉ុន្តែវាមិនអាចបែងចែករវាងសារធាតុជ្រលក់ដែលបែងចែកចូលក្នុងផាសដោយរក្សាទម្រង់ដើម និងសារធាតុជ្រលក់ដែលត្រូវបានបម្លែងតាមគីមីនៅផ្ទៃ ឆ្លងកាត់ក្នុងទម្រង់ផ្សេង ហើយត្រូវបានបម្លែងត្រឡប់មកវិញនៅខាងក្នុងទេ។ ការបែងចែកនេះត្រូវការពិសោធន៍ប្រភេទផ្សេង ហើយពិសោធន៍នោះបានកើតឡើងចិតសិបឆ្នាំក្រោយ នៅលើកោសិកាអង់ដូតេល្យូមនៃសួត។

រេដុកម្មនៅខាងក្រៅ ការឃាត់ទុកនៅខាងក្នុង

Merker និងសហការីបានធ្វើការជាមួយកោសិកាអង់ដូតេល្យូមនៃសរសៃឈាមអាក់ទែរសួតគោដែលបណ្តុះក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ ហើយបានស្នើលំដាប់បីជំហាន៖ សារធាតុជ្រលក់ទម្រង់អុកស៊ីតកម្មត្រូវបានធ្វើរេដុកម្មនៅលើផ្ទៃកោសិកាទៅជាទម្រង់គ្មានពណ៌ដែលរលាយក្នុងខ្លាញ់ ទម្រង់រេដុកម្មសាយភាយចូល ហើយអុកស៊ីតកម្មឡើងវិញក្នុងកោសិកាបង្កើតទម្រង់អុកស៊ីតកម្មដែលមិនអាចឆ្លងកាត់ភ្នាសឡើងវិញ និងប្រមូលផ្តុំ។ បន្ទាប់មក ការសិក្សារបស់ពួកគេអំពីការស្រូបថាយ៉ាហ្ស៊ីនចូលក្នុងកោសិកាអង់ដូតេល្យូម បានសាកល្បងលំដាប់នេះ ដោយព្យាយាមរារាំងវានៅត្រង់ជំហានជាក់លាក់។

ឧបករណ៍ទីមួយគឺហ្វេរីស៊ីយ៉ានីត ជាសារធាតុទទួលអេឡិចត្រុងដែលមិនអាចចូលក្នុងកោសិកាបាន។ នៅពេលអង់ស៊ីមនៅផ្ទៃធ្វើរេដុកម្មសារធាតុជ្រលក់ពណ៌ខៀវទៅជាទម្រង់គ្មានពណ៌នៅខាងក្រៅកោសិកា ហ្វេរីស៊ីយ៉ានីតអាចដកយកអេឡិចត្រុងទាំងនោះត្រឡប់មកវិញ ដោយបង្កើតសារធាតុជ្រលក់ពណ៌ខៀវឡើងវិញក្នុងមជ្ឈដ្ឋានបណ្តុះ មុនពេលវាឆ្លងកាត់ភ្នាស។ ដរាបណាមានហ្វេរីស៊ីយ៉ានីតលើសបរិមាណត្រូវការ (សារធាតុជ្រលក់ 10 micromolar ធៀបនឹងហ្វេរីស៊ីយ៉ានីត 50 ដល់ 500 micromolar) ការស្រូបសារធាតុជ្រលក់ចូលស្ទើរតែឈប់ ហើយមានតែបន្ទាប់ពីហ្វេរីស៊ីយ៉ានីតត្រូវបានប្រើអស់ប៉ុណ្ណោះ ទើបការស្រូបចូលបន្តក្នុងអត្រាធម្មតា។ ទិន្នន័យគីនេទិចបង្ហាញការពន្យល់ដូចគ្នាតាមវិធីទីពីរ។ ហ្វេរីស៊ីយ៉ានីតបាត់ទៅក្នុងអត្រាប្រហែលជាថេរ ស្របនឹងលំហូររេដុកម្មថេរនៅផ្ទៃដែលផ្គត់ផ្គង់អេឡិចត្រុងដល់សារធាតុសម្របសម្រួលដែលអាចប្រើឡើងវិញបាន ខណៈសារធាតុជ្រលក់នៅខាងក្រៅកោសិកាបាត់ទៅតាមអនុគមន៍អិចស្ប៉ូណង់ស្យែល នៅពេលបរិមាណស្តុករបស់វាថយចុះ។ លំហូរថេររួមជាមួយបរិមាណស្តុកដែលថយចុះមានន័យថា សញ្ញាហ្វេរីស៊ីយ៉ានីតបង្ហាញពីរេដុកម្មបន្តបន្ទាប់ មិនមែនពីម៉ូលេគុលសារធាតុជ្រលក់ដែលចាកចេញពីសូលុយស្យុងទេ។

ឧបករណ៍ទីពីរបានដកជំហានឆ្លងកាត់ភ្នាសចេញទាំងស្រុង។ ក្រុមស្រាវជ្រាវបានភ្ជាប់តូលុយឌីនប្លូ O ដែលជាសារធាតុថាយ៉ាហ្ស៊ីនស្រដៀងគ្នា ទៅនឹងខ្សែប៉ូលីអាគ្រីលអាមីតធំមួយ ដែលធំពេកមិនអាចចូលក្នុងកោសិកាបាន ទោះនៅក្នុងស្ថានភាពអុកស៊ីតកម្មណាមួយក៏ដោយ។ កោសិកានៅតែធ្វើរេដុកម្មសារធាតុជ្រលក់ដែលភ្ជាប់នោះបាន។ ដូច្នេះ រេដុកម្មមិនត្រូវការការចូលទៅខាងក្នុងកោសិកាទេ។ យន្តការនេះស្ថិតនៅលើផ្ទៃ ឬត្រូវបានភ្ជាប់ទៅផ្ទៃតាមអគ្គិសនី។

បន្ទាប់មក គេបានរកឃើញភាពដាច់ដោយឡែកដែលជាមូលដ្ឋាននៃចំណងជើងអត្ថបទស្រាវជ្រាវនេះ។ ស៊ីយ៉ានីត និងអាហ្ស៊ីដនៅកម្រិត 2 millimolar បានរារាំងការប្រមូលផ្តុំសារធាតុជ្រលក់យ៉ាងខ្លាំង ហើយក្រោមមីក្រូទស្សន៍ កំណកពណ៌ខៀវចាស់ និងពណ៌ស្វាយដែលជាធម្មតានៅព័ទ្ធជុំវិញស្នូលកោសិកា ស្ទើរតែបាត់ទាំងអស់។ ប៉ុន្តែសារធាតុរារាំងទាំងពីរមិនបានបន្ថយល្បឿនរេដុកម្មនៅខាងក្រៅកោសិកាទេ៖ វដ្តហ្វេរីស៊ីយ៉ានីតនៅតែបន្តដោយមិនថយចុះ ហើយប៉ូលីមែរដែលមិនអាចឆ្លងកាត់ភ្នាសក៏នៅតែត្រូវបានធ្វើរេដុកម្ម។ ការរារាំងកើតឡើងនៅជំហានបន្ទាប់។ ស៊ីយ៉ានីត និងអាហ្ស៊ីដកំពុងរារាំងអុកស៊ីតកម្មឡើងវិញ និងការឃាត់ទុកក្នុងកោសិកា មិនមែនរេដុកម្មនៅផ្ទៃទេ។ ការត្រួតពិនិត្យភាពរស់របស់កោសិកាគាំទ្រការបកស្រាយនេះ ព្រោះកោសិកានៅតែរក្សាអង់ស៊ីមឡាក់តាតឌីអ៊ីដ្រូសែនណាស ដែលជាសញ្ញាសម្គាល់ក្នុងស៊ីតូសុល ក្នុងអំឡុងពេលទទួលការពិសោធន៍ទាំងនេះ។ ដូច្នេះ ការបាត់បង់ការស្រូបចូលមិនមែនគ្រាន់តែបណ្តាលមកពីការពុល ឬការបែកភ្នាសទេ។

ចំណុចប្រុងប្រយ័ត្នមួយពីអត្ថបទស្រាវជ្រាវនោះនៅតែមានសុពលភាព។ កំណកពណ៌ខៀវស្ថិតនៅជុំវិញស្នូលកោសិកា ប៉ុន្តែមិនមែនក្នុងស្នូលទេ ដែលស្របនឹងអុកស៊ីតកម្មនៅក្នុងសរីរាង្គតូចៗរបស់កោសិកា។ ទោះជាយ៉ាងណា ការសិក្សានេះមិនបានកំណត់ថាជាសរីរាង្គតូចៗណាឡើយ។ លំនាំស្រដៀងគ្នានៅក្នុងកោសិកាប្រភេទផ្សេងធ្លាប់ត្រូវបានហៅថាជាលំនាំក្នុងលីសូសូម ដោយផ្អែកលើភស្តុតាងតិចតួច។ គួរចាត់ទុកការឃាត់ទុកថាជាអ្វីដែលបានបញ្ជាក់រួច ប៉ុន្តែទីតាំងជាក់លាក់របស់វានៅមិនទាន់ប្រាកដ។ អ្នកអានដែលតាមដានថាអេឡិចត្រុងទៅណាបន្ទាប់ អាចអានបន្តអំពី ការដឹកជញ្ជូនអេឡិចត្រុង និងការគ្រប់គ្រងរេដុកស៍ក្នុងមីតូកុងឌ្រី និងទិដ្ឋភាពទូលំទូលាយនៃ ការស្រូបចូល និងការចែកចាយតាមផ្លូវបញ្ចូល។

ការជ្រលក់ពណ៌មិនស្មើនឹងបរិមាណសារធាតុដែលកោសិកាទទួលទេ

ការសិក្សាទីបីបង្ហាញថាមានអ្វីកើតឡើង នៅពេលយន្តការស្រូបចូលនេះត្រូវបានភ្ជាប់នឹងរង្វាស់ជីវសាស្ត្រ។ Scott និងសហការីបានរកឃើញថា មេទីលបេតាស៊ីក្លូដិចស្ត្រីន ដែលជាស្ករមានរាងរង្វង់ដូចចិញ្ចៀន ភ្ជាប់ដោយផ្ទាល់ជាមួយមេទីឡែនប្លូ។ ថេរនៃការភ្ជាប់របស់សមាសធាតុដែលកើតពីការបញ្ចូលម៉ូលេគុលមួយទៅក្នុងរង្វង់ម៉ូលេគុលមួយទៀត មានតម្លៃប្រហែល 310 per molar ធៀបនឹងប្រហែល 5846 per molar សម្រាប់ការបង្កើតឌីមែររបស់សារធាតុជ្រលក់។ នៅក្នុងកោសិកាហ្វីប្រូប្លាស្ត L929 ការភ្ជាប់នេះ បានរារាំងទាំងការជ្រលក់ពណ៌កោសិកា និងការជំរុញការស្រូបគ្លុយកូសចូល៖ ការបណ្តុះជាមុនជាមួយស៊ីក្លូដិចស្ត្រីនបានរារាំងការឡើងពណ៌ខៀវ ហើយការបន្ថែមវាក្រោយមកបានពន្លឿនការបាត់ពណ៌។ នៅពេលសញ្ញាពណ៌ខៀវដែលវាស់តាមពន្លឺបាត់ចេញពីកោសិកា ការដឹកជញ្ជូនគ្លុយកូសដែលបានជំរុញក៏ថយចុះស្របគ្នាយ៉ាងជិតស្និទ្ធ។

អ្នកនិពន្ធបានបកស្រាយទំនាក់ទំនងនេះថា គាំទ្រអន្តរកម្មដោយផ្ទាល់រវាងសារធាតុជ្រលក់ និងប្រូតេអ៊ីនមួយក្នុងផ្លូវជំរុញសកម្មភាពរបស់ប្រូតេអ៊ីនដឹកជញ្ជូនគ្លុយកូស ជាងយន្តការស្ត្រេសអុកស៊ីតកម្មដែលបន្តរយៈពេលយូរ។ ការសន្និដ្ឋាននេះសមហេតុផល ប៉ុន្តែមានដែនកំណត់។ ពិសោធន៍នេះមិនបានកំណត់អត្តសញ្ញាណប្រូតេអ៊ីននោះ មិនបានបង្ហាញការភ្ជាប់ជាមួយប្រូតេអ៊ីនដឹកជញ្ជូនផ្ទាល់ ហើយទំនាក់ទំនងរវាងការបាត់ពណ៌ និងការបាត់ឥទ្ធិពលមិនអាចបដិសេធគ្រប់ផ្លូវដែលសម្របសម្រួលដោយរេដុកស៍បានទេ។

មេរៀនសំខាន់ដែលនៅតែមានតម្លៃគឺអំពីការវាស់វែង។ ការជ្រលក់ពណ៌ដែលវាស់តាមពន្លឺបង្ហាញពីសារធាតុជ្រលក់ដែលមើលឃើញ ស្ថិតក្នុងទម្រង់អុកស៊ីតកម្ម និងភ្ជាប់ជាមួយកោសិកា។ វាមិនអាចបង្ហាញបរិមាណសារធាតុក្នុងទម្រង់រេដុកម្មដែលគ្មានពណ៌បានទាល់តែសោះ ដូច្នេះកោសិកាដែលមានពណ៌ស្រាលក៏អាចនៅតែមានសមមូលសារធាតុជ្រលក់ ហើយកោសិកាដែលជ្រលក់ពណ៌ខ្លាំងបង្ហាញពីសារធាតុជ្រលក់ទម្រង់អុកស៊ីតកម្មដែលត្រូវបានឃាត់ទុក មិនមែនបរិមាណសារធាតុសរុបដែលជាលិកាទទួល ឬទំហំឥទ្ធិពលទេ។ ចំណុចប្រុងប្រយ័ត្នដូចគ្នានេះក៏អនុវត្តនៅកម្រិតធំជាងដែរ៖ ការប្រៀបធៀបការជ្រលក់ពណ៌រវាងកោសិកាប្រភេទផ្សេងៗ ឬការចាត់ទុកសំណាកជាលិកាកាត់ស្តើងដែលមានពណ៌ងងឹតថាជាភស្តុតាងនៃការទទួលសារធាតុច្រើនជាង គឺជាការធ្វើឡើងវិញនូវកំហុសដំបូងពីការសង្កេតចានបណ្តុះ។ ការស្រូបចូលគឺជាវដ្តនៃរេដុកម្ម ការសាយភាយ និងអុកស៊ីតកម្មឡើងវិញ ហើយរូបភាពនៃទម្រង់ពណ៌ខៀវនៅពេលតែមួយបង្ហាញបានតែផ្នែកមួយនៃវដ្តនេះប៉ុណ្ណោះ។ ផលវិបាកជាក់ស្តែងសម្រាប់ ការជ្រលក់ពណ៌ និងការចាត់ចែងក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ និងសម្រាប់ការបកស្រាយការអះអាងអំពីកម្រិតបរិមាណ និងបរិមាណសារធាតុដែលកោសិកាឬជាលិកាទទួល កើតចេញដោយផ្ទាល់ពីការយល់ដឹងនេះ។