(Phys.org) —Un globo de agua de grafeno pronto podría abrir nuevas perspectivas para los científicos que buscan comprender la salud y la enfermedad al nivel más fundamental.

Los microscopios electrónicos ya proporcionan imágenes asombrosamente claras de muestras de solo unos pocos nanómetros de diámetro. Pero si quiere ver bien los tejidos vivos, mirar de nuevo.

"No se puede poner líquido en un microscopio electrónico, "dice Tolou Shokuhfar, de la Universidad Tecnológica de Michigan. "Entonces, si tiene una muestra hidratada, y todos los seres vivos están hidratados, debe congelarla, como un arándano en un cubito de hielo, y cortarlo en un millón de pedazos finos, para que los electrones puedan pasar. Solo entonces puedes imaginártelo para ver qué está pasando ".

Después de tal tratamiento, el arándano no es lo que era, y tampoco el tejido humano. Shokuhfar, un profesor asistente de ingeniería mecánica-ingeniería mecánica, se preguntó si podría haber una manera de hacer que los microscopios electrónicos sean más amigables con las muestras biológicas. De esa manera, es posible que obtenga una visión mucho mejor de lo que realmente está sucediendo a nivel subcelular.

Entonces se unió a colegas de la Universidad de Illinois-Chicago (UIC), y juntos encontraron un camino. "No es necesario congelar el arándano, no es necesario cortarlo con un cuchillo de diamante, ", dijo." Simplemente póngalo en el microscopio electrónico, y puedes bajar y ver los átomos ".

El truco consistía en encapsular la muestra de modo que toda el agua se quedara quieta mientras los electrones pasaban libremente. Para hacer eso, el equipo, incluyendo a Robert F. Klie, profesor asociado de física e ingeniería mecánica e industrial en la UIC, y el estudiante graduado de UIC Canhui Wang, convertido en grafeno.

"El grafeno es solo una capa de átomos de carbono, y los electrones pueden atravesarlo fácilmente, pero el agua no "Dijo Klie." Si pones una gota de agua en grafeno y lo cubres con grafeno, forma este pequeño globo de agua ". El grafeno es lo suficientemente fuerte como para contener el agua en el interior, incluso dentro del vacío de un microscopio electrónico.

El equipo probó su técnica en un bioquímico que juega un papel importante en la salud humana:la ferritina. "Es una proteína que almacena y libera hierro, que es fundamental para muchas funciones corporales, y si la ferritina no funciona bien, puede estar contribuyendo a muchas enfermedades, incluyendo Alzheimer y cáncer, "Dijo Shokuhfar.

El equipo hizo un sándwich microscópico, con ferritina sumergida en agua como relleno y grafeno como pan, y selló los bordes. Luego, utilizando un microscopio electrónico de transmisión de barrido, capturaron una variedad de imágenes que muestran la estructura atómica de la ferritina. Además, utilizaron un tipo especial de espectroscopía para identificar varias estructuras atómicas y electrónicas dentro de la ferritina. Esas imágenes mostraron que la ferritina estaba liberando hierro y señalaron su forma específica.

Si la técnica se utilizara para comparar la ferritina extraída del tejido enfermo con la ferritina sana, podría proporcionar nuevos conocimientos sobre las enfermedades a nivel molecular. Esos descubrimientos podrían conducir a nuevos tratamientos. "Creo que esto nos permitirá identificar firmas de enfermedades en la ferritina y muchas otras proteínas, "Dijo Shokuhfar.