सेंट एंड्रयूज़ विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने कार्बनिक पदार्थों के पहले नमूने बनाए हैं जो एक साथ दो फ़ोटॉन अवशोषित करने और वृत्तीय ध्रुवीकृत प्रकाश उत्सर्जित करने में सक्षम हैं। गुणों का यह दुर्लभ संयोजन जैविक ऊतकों की गहरी स्कैनिंग में क्रांति का वादा करता है।
प्रतिदीप्ति सूक्ष्मदर्शन के लिए सामान्य रंजक ऊतक की मोटाई में तेज़ी से बिखर जाते हैं, और संकेत कुछ सौ माइक्रोमीटर की गहराई पर ही क्षीण हो जाता है। बहु-अनुनादी तापीय रूप से सक्रिय विलंबित प्रतिदीप्ति पदार्थों (MR-TADF) के वर्ग के नए काइरल अणु अलग व्यवहार करते हैं: वे अवरक्त प्रकाश के दो फ़ोटॉन एक साथ अवशोषित करते हैं, और फिर स्पष्ट रूप से निर्धारित ध्रुवीकरण के साथ दृश्य प्रकाश विकिरित करते हैं।
एक ऐसी टॉर्च की कल्पना कीजिए जो एक नहीं, बल्कि एक साथ दो किरणें चमकाती है और साथ ही "याद रखती है" कि प्रकाश किस दिशा में घुमावदार है। ये यौगिक ठीक इसी तरह काम करते हैं। अणुओं की काइरलता — उनकी दर्पण-असममिति — उत्सर्जित प्रकाश को मुख्य रूप से एक ही दिशा में घूमने के लिए बाध्य करती है, जिससे शोर को छानकर अधिक स्पष्ट छवि प्राप्त करना संभव हो जाता है।
दो-फ़ोटॉन अवशोषण का उपयोग चिकित्सा में पहले से ही किया जाता है: अवरक्त प्रकाश दृश्य प्रकाश की तुलना में अधिक गहराई तक पहुँचता है और ऊतकों को कम नुकसान पहुँचाता है। वृत्तीय ध्रुवीकृत संदीप्ति को जोड़ने से संकेत और भी अधिक सूचनापूर्ण हो जाता है — शोधकर्ता उन संरचनाओं को अलग कर सकेंगे जो पहले एक धुँधले पिंड में मिल जाती थीं।
Nature Communications में प्रकाशित यह कार्य प्रोफ़ेसर एली ज़िसमैन-कोलमैन के समूह द्वारा डरहम विश्वविद्यालय के सहयोगियों के साथ किया गया था। फ़िलहाल ये प्रयोगशाला के नमूने हैं, लेकिन अभी से स्पष्ट है: ऐसे पदार्थ कई मिलीमीटर की गहराई पर ट्यूमर, रक्त वाहिकाओं और तंत्रिका तंतुओं की गैर-आक्रामक इमेजिंग विधियों का आधार बन सकते हैं।
भविष्य में डॉक्टर एक्स-रे और तीव्र चुंबकीय क्षेत्रों के बिना आंतरिक अंगों की त्रिआयामी छवियाँ प्राप्त कर सकेंगे, और जीवविज्ञानी पूरे जीव के भीतर वास्तविक समय में जीवित प्रक्रियाओं का निरीक्षण कर सकेंगे। एक ही पदार्थ एक साथ दो समस्याएँ हल करता है: गहरा प्रवेश और उच्च-कंट्रास्ट ध्रुवीकृत संकेत।
शोधकर्ता जैविक माध्यमों में नए यौगिकों का परीक्षण पहले ही शुरू कर चुके हैं।
