Un microscopio permite ver por primera vez moléculas 'invisibles'

MADRID 23 Oct. (EUROPA PRESS) -

Un equipo de científicos de la Universidad de Harvard encabezado por X. Sunney Xie ha desarrollado una nueva técnica microscópica para ver, en color, moléculas con fluorescencia indetectable para la actual tecnología óptica. Esta técnica aplicable a temperatura ambiente permite por primera vez a los investigadores identificar moléculas hasta ahora invisibles en organismos vivos, y ofrece amplias aplicaciones en imagen biomédica e investigación.

La fluorescencia es un fenómeno en el que un electrón en una molécula absorbe energía de la luz y la mueve a un nivel de energía superior. La energía de la luz está contenida en una unidad llamada fotón.

Después de un corto tiempo en ese 'estado excitado', el electrón retorna a su nivel de energía previo emitiendo un nuevo fotón. La energía del fotón liberado se descarga en forma de ondas de longitud de luz visible detectable sólo durante unos pocas milmillonésimas de segundo.

Muchas moléculas de color con importancia biológica tales como la hemoglobina --que transporta proteínas con oxígeno en los glóbulos rojos de la sangre-- (en la imagen) absorben luz pero no fluorescencia. En su lugar, los electrones en esas moléculas liberan su adicional pero transitoria energía convirtiéndola en calor.

"Una vez que esas moléculas no se iluminan, pasan inadvertidas para los modernos microscopios ópticos", declara Xie, cuyo estudio se publica en el último número de la revista 'Nature'..

Para detectar esas moléculas no luminosas en sistemas biológicas, Xie y su equipo ha desarrollado un nuevo tipo de microscopio basado en la emisión estimulada. La emisión estimulada fue descrita por primera vez por Albert Einstein en 1917, y fue la base de los láseres actuales. Se produce cuando un átomo en estado excitado recibe un estímulo externo que lo lleva a emitir fotones y así retornar a un estado menos excitado.

La técnica del nuevo microscopio de Xie genera y registra una señal de emisión estimulada por el uso de dos trenes de pulso de entrada y salida cuidadosamente sincronizados. En el tren de pulso entrante, un modulador activa y desactiva la intensidad del rayo de excitación a cinco megahercios. La modulación crea una señal de emisión estimulada a la misma frecuencia. Cada tren tiene una duración de pulso increiblemente corta, de tan sólo 200 femtosegundos. Un femtosegundo es igual a una milmillonésima de segundo.

La señal producida por las moléculas no fluorescentes proporciona una imagen altamente sensible de las moléculas previamente 'invisibles'.