(PhysOrg.com) - Los científicos de Molecular Foundry de Berkeley Lab han desarrollado una técnica de imágenes basada en nanocables mediante la cual la microscopía de fuerza atómica podría usarse para estudiar células biológicas y otros materiales blandos en su forma natural, ambiente líquido sin romper o deformar las muestras. Esto podría proporcionar a los científicos los codiciados medios no destructivos de sondear dinámicamente la materia blanda.

Fuerza atómica microscópica, una técnica de sonda táctil, proporciona una imagen a nanoescala tridimensional de un material deslizando un brazo en forma de aguja a través de la superficie del material. El núcleo del caballo de batalla de imágenes AFM es un voladizo con una punta afilada que se desvía cuando encuentra ondulaciones en una superficie. Debido a la fuerza mínima requerida para la obtención de imágenes, Los voladizos AFM convencionales pueden deformar o incluso romper células vivas y otros materiales biológicos. Si bien los científicos han logrado avances en la reducción de esta fuerza mínima al hacer voladizos más pequeños, la fuerza sigue siendo demasiado grande para obtener imágenes de células con alta resolución. En efecto, para obtener imágenes de objetos más pequeños que el límite de difracción de la luz, es decir, dimensiones nanométricas:este enfoque se topa con un obstáculo, ya que el instrumento ya no puede detectar fuerzas diminutas.

Ahora, sin embargo, científicos de la Fundición Molecular, una instalación para usuarios del Departamento de Energía de EE. UU. ubicada en Berkeley Lab, han desarrollado voladizos de tamaño nanométrico cuyo tacto suave podría ayudar a discernir el funcionamiento de las células vivas y otros materiales blandos en su forma natural, ambiente líquido. Utilizado en combinación con un mecanismo de detección revolucionario, esta nueva herramienta de imagen es lo suficientemente sensible como para investigar materiales blandos sin las limitaciones presentes en otros voladizos.

“Ya sea que estemos considerando sistemas biológicos u otros complejos, nanoestructuras autoensamblables, esta organización se hará en un líquido, "Dice Paul Ashby, un científico del personal de Molecular Foundry que dirigió esta investigación en la instalación de procesamiento de imágenes y manipulación de nanoestructuras de Foundry. “Si tenemos una sonda de investigación que sobresale en este entorno, podríamos obtener imágenes de proteínas individuales a medida que funcionan en la superficie celular ".

Dice Babak Sanii, investigador postdoctoral en la Fundición, "Reducir el voladizo a dimensiones de nanoescala reduce drásticamente la fuerza que aplica, pero para controlar los movimientos de un voladizo tan pequeño, necesitábamos un nuevo esquema de detección ".

En lugar de medir la deflexión del voladizo haciendo rebotar un láser, Ashby y Sanii colocan el voladizo de nanocables en el foco de un rayo láser y detectan el patrón de luz resultante, señalando la posición del nanoalambre con alta resolución. El dúo dice que este trabajo proporciona una plataforma de lanzamiento para construir microscopios de fuerza atómica basados ​​en nanocables que podrían usarse para estudiar células biológicas y modelar componentes celulares como vesículas o bicapas. En particular, Ashby y Sanii esperan aprender más sobre las integrinas, proteínas que se encuentran en la superficie de las células que median la adhesión y son parte de las vías de señalización vinculadas al crecimiento y migración celular.

“Ninguna técnica actual investiga el ensamblaje y la dinámica de los complejos de proteínas en la membrana celular, ”Agrega Ashby. “Una sonda dinámica es el santo grial de las imágenes de materia blanda, y ayudaría a determinar cómo se asocian y disocian los complejos de proteínas ".

“Detección de deflexión de alta sensibilidad de nanocables, ”Por Babak Sanii y Paul D. Ashby, aparece en Cartas de revisión física .