לקראת עידן חדש במיקרוסקופיית אלקטרונים ובדימות רפואי

שני חוקרים צעירים מהטכניון זכו במענקי ERC PoC היוקרתיים מטעם הנציבות האירופית למחקר (ERC). מענקי Proof of Concept הם מענקי היתכנות שנועדו לקדם את המעבר ממחקר אקדמי ליישום ולמסחור, לרבות הקמת חברת הזנק, וניתנים רק לחוקרים שכבר זכו בעבר במענקי ERC. גובה המענק: 150,000 יורו.

שני הזוכים הם פרופ’ עדו קמינר מהפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע”ש אנדרו וארנה ויטרבי ופרופ’ יהונדב בקנשטיין מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים. השניים הצטרפו לסגל הטכניון באותה שנה, 2018, וב-2025 חנכו מעבדה בין-פקולטית משותפת: המעבדה למיקרוסקופיה קוונטית. המעבדה החדשנית מצוידת בתשתיות קוונטיות חדישות שיאפשרו לקבוצות המחקר למפות תופעות קוונטיות שאי אפשר לחקור באמצעים אחרים. המעבדה, שבה חבר גם ד”ר מיכאל קרוגר מהפקולטה לפיזיקה, הוקמה בעקבות זכייתו של הטכניון בקול קורא של הרשות הלאומית לחדשנות טכנולוגית ובתמיכה של מרכז הקוואנטום ע”ש הלן דילר בטכניון.

פרופ’ יהונדב בקנשטיין, בוגר האוניברסיטה העברית, הצטרף לסגל הטכניון אחרי פוסט-דוקטורט כעמית רוטשילד באוניברסיטת ברקלי בקליפורניה. הוא נחשב למדען מוביל בגילוי חומרים, עם התמחות בחומרים ננומטריים פולטי אור ובפרובסקיטים – הטכנולוגיה שבלב החיישן החדש שזיכה אותו במענק. עבודתו המדעית זיכתה אותו בשורת פרסים יוקרתיים, בהם פרס קריל להצטיינות במחקר מדעי ופרס גולדברג מטעם הטכניון.

המענק שיקבל ישמש אותו לקידום MagicLayer – חיישן לדור חדש של דימות רפואי בקרינה מינימלית. החיישן שמפתח פרופ’ בקנשטיין מבוסס על גבישים ננומטריים ועל פליטת אור קוונטית מהירה במיוחד.

חיישנים המשמשים להדמיה רפואית מוגבלים כיום במהירות התגובה שלהם. איטיות זו גורמת לאובדן מידע יקר ומאלצת את הרופאים להגדיל את חשיפתו של המטופל לקרינה. הגבישים הסטנדרטיים בתעשייה הגיעו לקצה גבול היכולת הפיזיקלית שלהם ומתקשים לספק את “הגביע הקדוש” של התחום: רזולוציית-זמן של 10 פיקו-שניות. כאן נכנס לתמונה החיישן החדש, המבוסס על מערכי גבישים ננומטריים שפותחו בטכניון. טכנולוגיה זו מספקת תגובה מהירה משמעותית מזו של הטכנולוגיות הקיימות, והיא רלוונטית לא רק לעולם הרפואה אלא גם לשיפור מיקרוסקופים אלקטרוניים ולניטור בזמן אמת של גזים רדיואקטיביים במתקנים גרעיניים.

פרופ’ עדו קמינר, שהשלים את כל תאריו בפקולטה להנדסת חשמל ע”ש ארנה ואנדרו ויטרבי, חזר אליה כחבר סגל אחרי פוסט-דוקטורט ב-MIT. הוא מדען בעל שם עולמי בפוטוניקה, במיקרוסקופיית אלקטרונים, באינטראקציות אור-חומר, בעיבוד מידע קוונטי ובגילויים מתמטיים באמצעות בינה מלאכותית. עבודתו המדעית זיכתה אותו בפרס לם (Stanisław Lem), בפרס שמידט (Schmidt Science Polymath Award), בפרס בלווטניק, בפרס קריל ובקבלתו לאקדמיה הצעירה הישראלית.

המענק החדש ישמש אותו לפיתוח Stork – רכיב חדשני המשפר את ביצועיהם של מיקרוסקופים אלקטרוניים מסוג TEM. ביצועיהם של מיקרוסקופים אלה, הן בדימות של רקמות ביולוגיות והן באנליזה של חומרים אחרים, מוגבלים מאוד ומתקשים לספק תמונת תלת-ממד חדה. טכנולוגיית Stork מאפשרת “להזריק” אור ישירות לדגימה ולאסוף ביעילות את האור הנפלט ממנה. היא תספק מידע חסר תקדים על רקמות ביולוגיות, על תהליכים אולטרה-מהירים ועל פגמים זעירים בהתקנים אלקטרוניים ותסלול דרכים חדשות במיקרוסקופיה בטמפרטורות נמוכות (cryo‑EM). צוות המחקר שעבד על הצעת המחקר הזוכה כלל את פרופ’ טל פישמן, פרופ’ מיכאל ינאי ופרופ’ רפאל דהן וכן את הסטודנטים מרטה רוז’נקו ורותם אלימלך.

קרדיט תמונות: ניצן זוהר, דוברות הטכניון