El interior de un microscopio electrónico, que requiere niveles de vacío similares a los que se encuentran en el espacio exterior, puede ser un lugar extremadamente inhóspito para los materiales orgánicos. Tradicionalmente, Los científicos de la vida han sorteado este problema congelando sus especímenes para poder cargarlos de forma segura en un microscopio. Ahora, Los investigadores de la Universidad de Graduados del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST) han ideado un nuevo enfoque para obtener imágenes de compuestos orgánicos.

Suspendiendo muestras orgánicas en vapor de agua, Los científicos de OIST pudieron demostrar otra forma de verlos en alta resolución. Los investigadores descubrieron que podían enviar un haz de electrones, comúnmente utilizado en microscopía, a través de vapor lo suficientemente denso como para que sea posible mantener las muestras en su estado nativo, estado húmedo y aún permiten imágenes de resolución ultra alta.

Su estudio, publicado en la revista MÁS UNO , aplica la física a un problema bien conocido de la biología. Los resultados podrían simplificar lo que actualmente es un difícil proceso de obtención de imágenes de materiales orgánicos.

Generalmente, para ver muestras, en particular, muestras orgánicas frágiles:dentro de un microscopio electrónico de transmisión de alta potencia, los científicos deben emprender una preparación extensa. Crear una placa de hielo de una fracción de nanómetro de espesor con una estructura cristalina particular puede requerir muchas pruebas. Este proceso de trabajo intensivo, que puede llevar meses, inspirado Cathal Cassidy, autor principal del artículo e investigador de la Unidad de Microscopía de Onda Cuántica de OIST, para probar otro método.

"Vi a mis colegas invirtiendo mucho esfuerzo en esto, "dijo Cassidy, "y yo pensé, '¿No podríamos simplemente evitar esta cosa del hielo por completo?' "

Los investigadores utilizaron por primera vez oro, un material inorgánico, para demostrar que se pueden obtener imágenes de los átomos dentro del vapor de agua. Luego, analizaron un virus usando el mismo método. La muestra se mantuvo estable, y la imagen resultante salió nítida, en una resolución relativamente alta.

El método de los investigadores elimina la necesidad de congelar una muestra o verla a través de una cámara. Aunque eficaz, cada uno de estos métodos de uso común tiene sus desventajas.

Idealmente, el hielo actúa como una pizarra en blanco, o una ventana, relativamente translúcida, permite a los científicos ver los materiales suspendidos en su interior con una mínima interferencia. Aclamado por "llevar la bioquímica a una nueva era" por la Academia Sueca, este método recibió el Premio Nobel de Química 2017. Sin embargo, la congelación no permite a los científicos estudiar procesos dinámicos, como la interacción viva de un virus con una célula huésped.

Alternativamente, los científicos pueden ver muestras orgánicas suspendiéndolas en líquido, encerrado en una cámara con ventanas ultrafinas. Estas ventanas evitan que el líquido se filtre en la cámara de vacío y dañe el cañón de electrones. Todavía, delgados como son, incluso estas barreras mínimas degradan la calidad de la imagen. La geometría de la cámara también limita significativamente a los científicos en cuanto a cuánto pueden inclinar una muestra para obtener una vista tridimensional.

El método ideado por los investigadores de OIST proporciona una alternativa viable a estos enfoques populares. La muestra se suspende en vapor de agua, que se bombea a la parte del tubo que rodea la muestra y se bombea rápidamente de nuevo. Pequeñas aberturas por encima y por debajo de la muestra permiten que el haz de electrones pase directamente a través de ella. Debido a que la muestra no está encerrada por hielo o vidrio, se puede inclinar para obtener imágenes tridimensionales.

Cassidy enfatizó que el estudio es un primer paso hacia la obtención de imágenes de alta resolución de muestras hidratadas en vapor de agua. Dijo que esperaba que los biólogos se basaran en los resultados. El estudio de los investigadores y los materiales adicionales, incluidos los datos sin procesar, se pueden encontrar en la revista. MÁS UNO .

"Cualquiera que quiera probarlo o jugar con él, ellos pueden hacerlo, " él dijo, apuntando a la disponibilidad de datos. "Si alguien más toma el relevo y empuja esto hacia adelante, Estaría realmente feliz con eso ".