En 2014, un trío internacional ganó el Premio Nobel de Química por desarrollar microscopía de fluorescencia de súper resolución, una técnica que permitió estudiar procesos moleculares en células vivas.
Ahora, un equipo de Northwestern Engineering ha mejorado esta tecnología innovadora haciéndola más rápida, más simple, menos costosa y aumentando su resolución en cuatro veces.
"A pesar del éxito de las técnicas de microscopía electrónica y microscopio de sonda de barrido, sigue existiendo la necesidad de un método de imagen óptica que pueda descubrir no solo las estructuras nanoscópicas sino también los fenómenos físicos y químicos que ocurren a nivel de nanoescala", dijo Hao Zhang, profesor asociado de ingeniería biomédica en la Escuela de Ingeniería McCormick de Northwestern. "Visualizamos que nuestra técnica puede lograr esto".
Dirigido por Zhang, el equipo de Northwestern desarrolló una nueva plataforma de imagen óptica de súper resolución basada en espectroscopía, un tipo de imagen que examina cómo la materia responde a la luz. Llamada microscopía de localización fotónica espectroscópica SPLM, la plataforma puede analizar moléculas individuales conresolución subnanométrica.
La nueva plataforma de tecnología aprovecha la microscopía de localización de fotones PLM, que captura firmas espectroscópicas inherentes de fotones emitidos, o partículas de luz, para identificar moléculas específicas. Las imágenes espectroscópicas actuales y las tecnologías PLM requieren múltiples tintes fluorescentes para mejorar el contraste en las imágenes microscópicas resultantesIncapaces de distinguir entre tintes, estas técnicas graban múltiples imágenes de diferentes bandas de longitud de onda discretas.
El SPLM del equipo de Northwestern, sin embargo, puede caracterizar múltiples moléculas de tinte simultáneamente, aumentando la velocidad de obtención de imágenes en muestras con tinción múltiple. Al eliminar la necesidad de registrar múltiples imágenes, el proceso de obtención de imágenes es más simple y menos costoso. SPLM también es lo suficientemente sensible como para distinguir pequeñosdiferencias del mismo tipo de moléculas.
"La gente necesita una serie de filtros y cámaras para separar fotones con diferentes colores y adquirir información", dijo Zhang. "Puede ser bastante complicado y costoso si se emplean múltiples cámaras. Usando nuestra tecnología, podemos adquirir imágenes de varios coloressin filtros porque sabemos qué color está asociado con qué fotones simultáneamente "
Apoyado por un premio de catalizador de investigación de Northwestern Engineering, la investigación se describió en línea el 25 de julio en Comunicaciones de la naturaleza . Vadim Backman, profesor de ingeniería biomédica de Walter Dill Scott, y Cheng Sun, profesor asociado de ingeniería mecánica, fueron coautores del artículo. Biqin Dong, becario postdoctoral en el laboratorio de Zhang, y Luay Almassalha, graduadoestudiante en el laboratorio de Backman, son co-primeros autores del estudio.
Si bien Zhang planea aplicar esta nueva tecnología a su propia investigación en imágenes ópticas, cree que será útil para muchos campos, desde la ciencia de los materiales hasta las ciencias de la vida.
"Nuestro enfoque no solo mejora las imágenes de súper resolución existentes al capturar firmas espectroscópicas específicas de moléculas", dijo, "potencialmente proporcionará una plataforma universal para desentrañar entornos a nanoescala en sistemas complejos a nivel de molécula única".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad del Noroeste . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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