Un nuevo instrumento permite a los investigadores usar múltiples rayos láser y un microscopio para atrapar y mover células y luego analizarlas en tiempo real con una técnica de análisis sensible conocida como espectroscopía Raman. El instrumento podría permitir a los científicos aprender más sobre cómo se apoderan las infeccioneso la formación de biopelículas bacterianas resistentes a los antibióticos.
"Muchas técnicas en biología miden una gran cantidad de células a la vez, o requieren etiquetas adicionales o técnicas invasivas para observar el nivel de células individuales", dijo el líder del equipo de investigación Ioan Notingher de la Universidad de Nottingham en el Reino Unido "Nuestra técnica esno invasivo, lo que significa que no perturba ni destruye la muestra biológica, y no requiere etiquetado, lo cual es más deseable para estudiar células individuales ".
En la revista The Optical Society OSA Óptica Express , los investigadores demostraron su nuevo instrumento mediante el uso de trampas ópticas, que usan luz para sostener y mover objetos pequeños, para formar una conexión entre múltiples células inmunes humanas y luego medir los cambios en las interacciones celulares con el tiempo con la espectroscopía RamanEste experimento podría ser un punto de partida para investigar cómo se comunican estas células inmunes en el cuerpo.
"El instrumento que creamos es bastante robusto, sensible y ampliamente aplicable a muchos tipos posibles de experimentos en células", dijo Notingher. Además de las investigaciones biológicas, el instrumento también podría usarse para estudiar polímeros, nanomateriales y diversos procesos químicos.También podría combinarse con otras técnicas de microscopía para obtener aún más información.
Combinación de atrapamiento y espectroscopia
La espectroscopía Raman usa la interacción entre la luz láser y una muestra como ADN o proteína para obtener información sobre la composición química de la muestra. Tradicionalmente, la espectroscopía Raman usa un rayo láser enfocado para obtener mediciones desde un punto de una muestra. Usando una configuración dondela luz emitida pasa a través de un pequeño orificio o abertura, puede ayudar a aumentar la calidad de estas mediciones al eliminar la luz parásita no deseada.
Para utilizar la captura óptica y la espectroscopía Raman simultáneamente en muchos puntos de muestra se requieren muchos puntos láser enfocados. Aunque esto se ha logrado previamente con un componente óptico conocido como modulador de luz espacial de cristal líquido LCSLM, ese enfoque requiere el uso de porosadaptado a cada punto de muestreo.
Los investigadores construyeron un instrumento más flexible combinando un LCSLM con un dispositivo digital de micro espejo DMD para crear agujeros virtuales reflectantes que fueron personalizados para cada punto de muestreo y podrían controlarse rápidamente con una computadora. Los DMD se utilizan en muchos sistemas modernos.proyectores digitales y están hechos de cientos de miles de espejos microscópicos basculantes.
"La captura óptica multipunto y la espectroscopía Raman se pueden controlar de forma interactiva y en tiempo real utilizando el software desarrollado por el grupo de Miles Padgett en la Universidad de Glasgow", dijo el primer autor del artículo, Faris Sinjab. "Este software permite completamente automatizadoexperimentos, que podrían ser útiles para realizar experimentos complejos o grandes sistemáticamente repetidos "
adquisición rápida
Después de demostrar que el rendimiento del instrumento Raman es comparable a un microscopio Raman de un solo haz, los investigadores lo usaron para mover múltiples partículas de poliestireno con las trampas ópticas mientras adquirían simultáneamente espectros Raman a 40 espectros por segundo ". Este tipo deel experimento no hubiera sido posible anteriormente porque los espectros no se podían adquirir de ubicaciones tan rápidamente cambiantes ", dijo Sinjab.
A continuación, los investigadores demostraron que podían controlar la potencia de cada rayo láser y evitar dañar las células atrapadas con el láser. Finalmente, para demostrar la capacidad del instrumento para aplicaciones de biología celular, pusieron en contacto múltiples células T vivas con una dendríticacélula para iniciar la formación de uniones de sinapsis inmunológicas donde se unieron estas células inmunes. La medición de espectros Raman en múltiples puntos a lo largo del tiempo reveló diferencias moleculares entre las uniones formadas.
Los investigadores ahora están trabajando para automatizar aún más partes de la espectroscopía Raman para que usuarios no expertos puedan realizar experimentos. También están explorando cómo miniaturizar el instrumento incorporando un microscopio y un espectrómetro personalizados con un láser de alta potencia más compacto.
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Materiales proporcionado por La sociedad óptica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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