microscopía 3D: el láser gira las muestras sin contacto
Los flujos suaves accionados por láser permiten obtener imágenes 3D precisas de muestras delicadas
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Hasta ahora, era prácticamente imposible rotar muestras muy sensibles en todas las direcciones bajo un microscopio sin que entraran en contacto. Investigadores del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) han desarrollado una nueva técnica basada en láser que permite rotar muestras microscópicas, como células, sin contacto en las tres direcciones espaciales. El láser crea diminutas diferencias de temperatura en el líquido, lo que desencadena suaves flujos de fluido que mueven la muestra. Esto protege las muestras delicadas y permite obtener imágenes tridimensionales más precisas, un paso importante para la investigación médica básica.
Los microscopios ópticos modernos pueden producir imágenes extremadamente nítidas en un solo plano, comparables a una fotografía, pero la información de profundidad suele ser imprecisa. Para superar esta limitación, las muestras deben tomarse desde múltiples ángulos de visión y combinar las imágenes en un modelo tridimensional. Para ello es necesario rotar el objeto investigado. El nuevo método permite hacerlo de forma excepcionalmente suave.
Rotación sin contacto físico
El equipo de investigación dirigido por el profesor Moritz Kreysing y el Dr. Fan Nan, del Instituto de Sistemas Biológicos y Químicos del KIT, utiliza un láser para calentar localmente el líquido en el que está suspendida la muestra. Así se crean sutiles flujos de fluidos que pueden utilizarse para mover con precisión objetos microscópicos que flotan libremente, sin necesidad de microherramientas mecánicas como pipetas, agujas o pinzas diminutas. "No manipulamos la muestra directamente", explica Nan. "En su lugar, controlamos el movimiento del líquido circundante para que el objeto se alinee".
Los flujos accionados por láser se conocen desde hace tiempo, pero antes sólo permitían el movimiento dentro de un único plano. Ahora, también es posible la rotación controlada en el espacio tridimensional: al escanear rápidamente el láser, los investigadores generan un flujo en espiral que hace girar suavemente los objetos, de forma parecida a un barquito de papel girando sobre sí mismo en un diminuto remolino.
Ventajas para la medicina y la tecnología
El control tridimensional permite captar mejor las estructuras celulares desde distintas perspectivas. "Cuando las muestras pueden alinearse con mayor precisión, vemos más detalles", afirma Kreysing. "Se trata de un requisito clave para comprender mejor las estructuras y los procesos biológicos". A largo plazo, el método también podría ser relevante para la micromanipulación sin contacto, la robótica microscópica o la fabricación de alta precisión a las escalas más pequeñas, según Kreysing.
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Publicación original
Fan Nan, Weida Liao, Adrián Puerta, Josephine Spiegelberg, Elena Erben, Ralf Mikut, Stephan Allgeier, Martin Wegener, Eric Lauga, Moritz Kreysing; "Helical opto-thermoviscous flows drive out-of-plane rotation and particle spinning in a highly viscous micro-environment"; Light: Science & Applications, Volume 15, 2026-5-11
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