Investigadores de la Universidad de Tokai describen en Materiales avanzados cómo envolver tejido biológico en una nanohoja de un material orgánico particular da como resultado imágenes microscópicas de alta calidad. La aplicación de la envoltura evita que la muestra se seque, y por lo tanto de encogerse, permitiendo mayores tiempos de grabación de imágenes.

Para comprender completamente cómo funcionan las células biológicas, es importante poder visualizarlos en su entorno, en escalas de tiempo lo suficientemente largas y con una resolución lo suficientemente alta. Sin embargo, las configuraciones típicas para estudiar una muestra de tejido biológico por medio de microscopía óptica no evitan que la muestra se seque, haciéndolo encoger durante la observación, resultando en imágenes borrosas. Pero ahora, un equipo de investigadores dirigido por Yosuke Okamura de la Universidad de Tokai, ha descubierto cómo superar este problema:envolver la muestra en una nanoplaca de fluoropolímero conserva su contenido de agua, y la fuerte adherencia de la hoja la hace montable.

Los investigadores, que se inspiraron en el uso de envoltorios plásticos para alimentos, investigó las propiedades de envoltura de un polímero que contiene flúor conocido como CYTOP, un material rígido pero estirable y muy transparente ópticamente. Primero confirmaron que debido a su alta repelencia al agua, una nanohoja de CYTOP flota en el agua, incluso después de añadir un tensioactivo. Las observaciones de microscopía electrónica de barrido revelaron que la nanohoja es plana y no tiene grietas ni arrugas.

Como primera prueba de CYTOP como material de envoltura para tejidos biológicos, los investigadores cubrieron una muestra de hidrogel de alginato de forma cilíndrica, un biomaterial fácilmente conformable, en una nanoplaca CYTOP, y monitoreó la evolución de su contenido de agua. Descubrieron que después de 24 horas, Todavía estaba presente el 60% del contenido de agua original. (Una muestra similar que se dejó sin envolver en el aire se deshidrató por completo después de aproximadamente 10 horas). los científicos descubrieron que la capacidad de retención de agua de la nanoplaca aumenta proporcionalmente con su grosor. Llegaron a la conclusión de que una hoja de 133 nm de espesor ofrece suficiente adherencia superficial (necesaria para fijar la muestra) y retención de agua.

Luego, los investigadores realizaron experimentos con una muestra biológica real:cortes de cerebro de ratones de 1 mm de grosor, que exhibe una expresión mejorada de la proteína fluorescente amarilla con fines de visualización. Sin aplicar una envoltura CYTOP, la evaporación del agua incrustada causó local, contracción no uniforme de la muestra, dando lugar a una imagen borrosa. Al envolver los cortes de cerebro en una nanoplaca CYTOP, sin embargo, se podrían obtener imágenes con una alta resolución espacial al escanear un área grande (más de 750 µm x 750 µm) durante un tiempo prolongado (aproximadamente 2 horas).

Los científicos notaron, sin embargo, que para las observaciones durante períodos de tiempo más largos se producirá una contracción. Este efecto se puede compensar incrustando la muestra con agarosa, un material formador de gel, proporcionar una matriz de estabilidad, una técnica que ya se utiliza para montar tejidos biológicos para observaciones microscópicas. La técnica de envoltura de Okamura y sus colegas aún se encuentra en una etapa temprana, pero, como señalan los investigadores, "establece y verifica la superioridad de los montajes de envoltura de nanoláminas para la obtención de imágenes de tejidos".