Los investigadores de LMU simplifican el microscopio MINFLUX y han logrado diferenciar moléculas que están extremadamente juntas y rastrear su dinámica.

Hace solo unos años, Se superó un límite de resolución aparentemente fundamental en microscopía óptica, un avance que en 2014 llevó al Premio Nobel de Química por microscopía de superresolución. Desde entonces, ha habido otro salto cuántico en esta área, lo que ha reducido aún más el límite de resolución al nivel molecular (1 nm).

Los científicos de LMU Munich y la Universidad de Buenos Aires ahora han logrado discriminar entre moléculas que están extremadamente juntas e incluso rastrear su dinámica de forma independiente entre sí.

Esto se logró mediante el nuevo método p-MINFLUX refinando y simplificando el microscopio MINFLUX desarrollado recientemente requerido para una resolución de 1 nm. Las funciones adicionales también permiten distinguir los tipos de moléculas observadas. El método p-MINFLUX consulta la ubicación de cada molécula marcada con fluorescencia colocando un foco láser cerca de la molécula. La intensidad de la fluorescencia sirve como medida de la distancia entre la molécula y el centro del foco láser. La posición exacta de la molécula puede obtenerse mediante triangulación alterando sistemáticamente el centro del foco láser en relación con la molécula.

Los grupos liderados por el profesor Philip Tinnefeld (LMU) y el profesor Fernando Stefani (Buenos Aires) intercalaron los pulsos láser en el tiempo para que pudieran alternar entre las posiciones focales a la máxima velocidad posible. Además, mediante el uso de electrónica rápida, se logró una resolución temporal en el rango de picosegundos, que corresponde a transiciones electrónicas dentro de las moléculas. En otras palabras, los límites del microscopio están determinados exclusivamente por las propiedades de fluorescencia de los tintes utilizados.

En la presente publicación, los científicos lograron demostrar que el nuevo método p-MINFLUX permite la distribución local de la vida útil de la fluorescencia, la variable medida más importante para caracterizar el entorno de los tintes, con una resolución de 1 nm. Philip Tinnefeld explica:"Con p-MINFLUX será posible descubrir estructuras y dinámicas a nivel molecular que son fundamentales para nuestra comprensión de los procesos de transferencia de energía hasta reacciones biomoleculares".

Este proyecto fue financiado por la Fundación de Investigación Alemana (Cluster of Excellence e-conversion, SFB1032), el Consejo de Investigaciones Científicas y Tecnológicas (CONICET) y la Agencia Nacional de Promoción de la Investigación, Desarrollo e Innovación Tecnológica (ANPCYT) en Argentina. El profesor Stefani es el ganador del premio Georg Forster de la Fundación Alexander von Humboldt y, en este rol, científico invitado habitual en química física en LMU Munich.