Publicado 05/10/2020 17:43CET

Los faros inspiran una microlente de observación molecular

Los faros inspiran una microlente de observación molecular
Los faros inspiran una microlente de observación molecular - ANDREA BERTONCINI

   MADRID, 5 Oct. (EUROPA PRESS) -

   Un nuevo dispositivo óptico que se asemeja a una lente de faro miniaturizada puede facilitar observar a nivel molecular los procesos biológicos, incluido el crecimiento de células cancerosas.

   Muchas técnicas de bioimagen requieren que se agreguen tintes fluorescentes a objetivos celulares específicos. Pero un método desarrollado recientemente conocido como microscopía de dispersión raman estimulada (SRS) puede evitar los engorrosos pasos de etiquetado mediante el uso de pulsos de láser para recolectar señales de vibración molecular de muestras biológicas.

   La capacidad de los microscopios SRS para producir imágenes no invasivas de alta resolución a velocidades en tiempo real ha llevado a los investigadores a implementarlos también para estudios de diagnóstico de enfermedad 'in vivo'.

   Sin embargo, un inconveniente de los microscopios SRS es que el sistema de detección se ve afectado por una señal de fondo, conocida como modulación de fase cruzada, que se genera por las interacciones intensas entre los pulsos de láser y las muestras.

   "Esta señal de fondo es ubicua y reduce el contraste durante la observación microscópica de muestras complejas, como células vivas", explica en un comunicado el investigador principal Carlo Liberale de KAUST (King Abdullah University of Science and Technology). "También dificulta la identificación de moléculas objetivo".

   Para evitar los efectos de la modulación de fase cruzada, la mayoría de los microscopios SRS necesitan utilizar objetivos de vidrio voluminosos capaces de captar amplios ángulos de luz. Sin embargo, este tipo de lentes es casi imposible de colocar en las incubadoras de etapa superior que se utilizan para cultivar células vivas para la obtención de imágenes biológicas.

   Andrea Bertoncini, investigadora del grupo de Liberale, encabezó el trabajo para crear una lente SRS ultradelgada utilizando impresión tridimensional (3-D) basada en láser. Siguiendo el ejemplo del diseño delgado de las lentes de los faros, el equipo de KAUST imprimió pequeñas características similares a lentes y espejos en un polímero transparente de solo una fracción de milímetro de espesor.

   "Este tipo de diseño de lente es una forma muy eficiente de recolectar y redirigir la luz proveniente de fuentes de gran angular directamente a nuestro detector láser", dice Bertoncini. "Y como es tan delgada, cabe fácilmente en las cámaras cerradas de una incubadora".

   Después de que las pruebas de calibración confirmaron que su nueva lente podría rechazar el fondo de modulación de fase cruzada, los investigadores volvieron su mirada hacia las células cancerosas humanas cultivadas en una placa de Petri convencional. Estos experimentos revelaron que la lente podía obtener imágenes de los componentes interiores de la célula con una resolución similar a la de los microscopios SRS convencionales, pero en un formato mucho más conveniente y menos costoso.

   "Los objetivos que usamos normalmente para recolectar señales de microscopios SRS cuestan algunos miles de dólares", dice Bertoncini. "Ahora tenemos una lente con beneficios similares que podemos producir por menos de una décima parte de ese precio".

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