(Phys.org) - Al combinar tecnologías de microscopios ópticos y de fuerza atómica, Los investigadores de la Universidad Estatal de Iowa y el Laboratorio Ames han encontrado una manera de completar mediciones en 3D de moléculas biológicas individuales con una exactitud y precisión sin precedentes.

Las tecnologías existentes permiten a los investigadores medir moléculas individuales en los ejes xey de un plano 2-D. La nueva tecnología permite a los investigadores realizar mediciones de altura (el eje z) hasta el nanómetro, solo una milmillonésima parte de un metro, sin ópticas personalizadas o superficies especiales para las muestras.

“Este es un tipo de medición completamente nuevo que se puede utilizar para determinar la posición z de moléculas, ”Dijo Sanjeevi Sivasankar, profesor asistente de física y astronomía del estado de Iowa y asociado del Laboratorio Ames del Departamento de Energía de EE. UU.

Los detalles de la tecnología fueron publicados recientemente por la revista. Nano letras . Los coautores del estudio son Sivasankar; Hui Li, un asociado de investigación postdoctoral del estado de Iowa en física y astronomía y un asociado del Laboratorio Ames; y Chi-Fu Yen, un estudiante de doctorado del estado de Iowa en ingeniería eléctrica e informática y un estudiante asociado del Laboratorio Ames.

El programa de investigación de Sivasankar tiene dos objetivos:aprender cómo las células biológicas se adhieren entre sí y desarrollar nuevas herramientas para estudiar esas células.

Es por eso que la nueva tecnología de microscopio, llamada nanometría axial de onda estacionaria (SWAN), se desarrolló en el laboratorio de Sivasankar.

Así es como funciona la tecnología:los investigadores conectan un microscopio de fuerza atómica comercial a un microscopio de fluorescencia de una sola molécula. La punta del microscopio de fuerza atómica se coloca sobre un rayo láser enfocado, creando un patrón de onda estacionaria. Una molécula que ha sido tratada para emitir luz se coloca dentro de la onda estacionaria. A medida que la punta del microscopio de fuerza atómica se mueve hacia arriba y hacia abajo, la fluorescencia emitida por la molécula fluctúa de una manera que corresponde a su distancia de la superficie. Esa distancia se puede comparar con un marcador en la superficie y medir.

“Podemos detectar la altura de la molécula con precisión y precisión nanométricas, —Dijo Sivasankar.

El documento informa que las mediciones de la altura de una molécula tienen una precisión de menos de un nanómetro. También informa que se pueden tomar mediciones una y otra vez con una precisión de 3,7 nanómetros.

El equipo de investigación de Sivasankar utilizó nanoesferas fluorescentes y hebras simples de ADN para calibrar, probar y probar su nuevo instrumento.

Los usuarios que podrían beneficiarse de la tecnología incluyen investigadores médicos que necesitan datos de alta resolución de microscopios. Sivasankar cree que la tecnología tiene potencial comercial y confía en que hará avanzar su propio trabajo en biofísica de molécula única.

"Esperamos utilizar esta tecnología para hacer avanzar esa investigación, ”Dijo. "Y al hacer eso, continuaremos inventando nuevas tecnologías ".