El "Gran Microscopio Unificado" puede ver estructuras a micro y nanoescala
Los investigadores unifican dos técnicas convencionales utilizadas hasta ahora para realizar observaciones a micro o nanoescala
Los investigadores Kohki Horie, Keiichiro Toda, Takuma Nakamura y Takuro Ideguchi, de la Universidad de Tokio, han construido un microscopio capaz de detectar una señal en un rango de intensidad catorce veces mayor que los microscopios convencionales. Además, las observaciones se realizan sin etiquetas, es decir, sin utilizar colorantes adicionales. Esto significa que el método es inocuo para las células y adecuado para observaciones a largo plazo, por lo que tiene potencial para aplicaciones de ensayo y control de calidad en las industrias farmacéutica y biotecnológica. Los resultados se publican en la revista Nature Communications.
Ilustración conceptual del microscopio de dispersión cuantitativa bidireccional, que detecta tanto la luz dispersada hacia delante como hacia atrás de las células. Esta doble detección permite visualizar estructuras que van desde la morfología de células enteras hasta partículas a nanoescala.
Horie et al 2025
Los microscopios han desempeñado un papel fundamental en el desarrollo de la ciencia desde el siglo XVI. Sin embargo, el progreso no sólo ha requerido equipos y análisis más sensibles y precisos, sino también más especializados. Por ello, las técnicas modernas de vanguardia han tenido que hacer concesiones. La microscopía de fase cuantitativa (QPM) aprovecha la luz dispersada hacia delante y puede detectar estructuras a microescala (en este estudio, más de 100 nanómetros), pero no más pequeñas. En consecuencia, esta técnica se ha utilizado principalmente para tomar imágenes estáticas de estructuras celulares relativamente complejas. En cambio, la microscopía de dispersión interferométrica (iSCAT) aprovecha la luz retrodispersada y puede detectar estructuras tan pequeñas como proteínas individuales. Como tal, puede utilizarse para "rastrear" partículas individuales, lo que permite comprender los cambios dinámicos dentro de la célula, pero no puede proporcionar la visión global que puede ofrecer la QPM.
"Me gustaría comprender los procesos dinámicos en el interior de las células vivas utilizando métodos no invasivos", afirma Horie, uno de los primeros autores.
Así pues, el equipo de investigación se propuso averiguar si la medición simultánea de ambas direcciones de la luz podría superar el inconveniente y revelar una amplia gama de tamaños y movimientos a partir de la misma imagen. Para probar la idea y confirmar que su microscopio recién construido funcionaba como esperaban, los investigadores se dispusieron a observar lo que ocurría durante la muerte celular. Grabaron una imagen que codificaba la información de la luz que se desplazaba hacia delante y hacia atrás.
"Nuestro mayor reto", explica Toda, otro de los primeros autores, "era separar limpiamente dos tipos de señales de una sola imagen manteniendo bajo el ruido y evitando que se mezclaran".
Como resultado, pudieron cuantificar no sólo el movimiento de las estructuras celulares (micro), sino también el de partículas diminutas (nano). Además, al comparar la luz dispersada hacia delante y hacia atrás, también pudieron estimar el tamaño de cada partícula y su índice de refracción, una propiedad que describe cuánto se curva o dispersa la luz al pasar a través de las partículas.
"Tenemos previsto estudiar partículas aún más pequeñas", afirma Toda, pensando ya en futuras investigaciones, "como exosomas y virus, y estimar su tamaño e índice de refracción en diferentes muestras. También queremos desvelar cómo las células vivas avanzan hacia la muerte controlando su estado y comprobando nuestros resultados con otras técnicas."
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
Estos productos pueden interesarle
witec360 Raman Imaging Mikroskop de WITec
Microscopio de imágenes Raman en 3D: Nano-analítica correlativa de alta resolución
Espectroscopia Raman de alta calidad
JEOL CRYO ARM de JEOL
Cryo-TEM: adquisición de datos rápida y estable para biomuestras
Mayor eficiencia en biología estructural con el sistema automatizado de carga de muestras
FLUOVIEW FV4000 de EVIDENT
Imágenes revolucionarias con FLUOVIEW FV4000: escaneado láser confoca
Utilice el procesamiento de imágenes basado en IA y la innovadora tecnología de detectores
