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Científicos logran visualizar estructuras biológicas diminutas que normalmente se ven ocultas por el material circundante.


Nueva técnica para fotografiar biología a escala atómica
Por Scott Fields
Especial para LiveScience
publicado: 15 febrero 2006
02:00 pm ET

Científicos logran visualizar estructuras biológicas diminutas que normalmente se ven ocultas por el material circundante.

Estas estructuras miden menos de 150 nanómetros de longitud. Los detalles en estas imágenes pueden ser inferiores a 10 nanómetros. Eso es una diez mil millonésima (10^-10) de metro, justo la anchura de un puñado de átomos alineados los unos junto a los otros.

Esta tecnología permitirá señalar estructuras que normalmente está ocultas entre otras estructuras similares, casi permitiendo tomar instantáneas de la proverbial aguja mientras pasamos sobrevolando el pajar en un jumbo. Y algún día este trabajo podría permitir que las técnicas médicas para procesar biopsias fuesen más eficientes.

La estructura en cuestión era una sola fibra de proteína embebida en esmalte dental. Pero esta técnica podría funcionar con cualquier tejido humano, animal o vegetal, comenta Sergey Kalinin, científico investigador de los Laboratorios Nacionales en Oak Ridge, Tennessee.

Kalinin y sus colegas de la Universidad Estatal de Carolina del Norte en Raleigh formaron la foto aprovechando el efecto piezoeléctrico¹. Los materiales piezoeléctricos o bien se mueven cuando se les aplica una corriente eléctrica o bien producen una corriente eléctrica cuando se les comprime. Tal vez el material piezoeléctrico más conocido sea el cristal de cuarzo, cuyas vibraciones producidas por impulsos eléctricos controlaban los osciladores de nuestros antiguos relojes y radios.

Muchos materiales biológicos, como los huesos, los tendones, y la madera, también se mueven ligeramente cuando reciben una descarga eléctrica.

Empleando una extensión fabricada a medida para su acople sobre la punta del microscopio electrónico de barrido, los científicos dirigen un diminuto voltaje, que hace alternar la polaridad 50 000 veces por segundo, sobre pequeños grupos de moléculas sensibles piezoeléctricas. Las moléculas vibran entonces 50 000 veces por segundo mientras que los materiales no piezoeléctricos situados en sus cercanías permanecen inmóviles.

Observando los patrones vibratorios de las moléculas, los científicos producen imágenes de las diminutas estructuras que, de otro modo, se habrían perdido entre otros materiales no piezoeléctricos, tales como la hidroxiapatita, que es un tipo de calcio.

Esta tecnología, dice Kalinin, funciona sobre la superficie de un material. Aunque la principal aplicación en un futuro cercano será el de la investigación fundamental, comenta, es posible que algún día nos permita hacer análisis más rápidos y baratos de las muestras tomadas para biopsias. Las técnicas actuales para la visualización obligan a los operarios a emplear un tiempo precioso tintando muestras biópsicas, mientras que con la nueva técnica el tintado es innecesario.

Otra posible aplicación futura sería la de visualizar y después usar la misma herramienta, empleando un voltaje más alto, para destruir los contaminantes vírales en las muestras biológicas.

“Una de las cosas que hemos hecho recientemente es emplear la predisposición eléctrica de los materiales biológicos para ir ordenándolos de forma selectiva, tal y como hemos hecho por ejemplo con el virus del mosaico del tabaco”, explicó Kalinin. Este virus afecta a las flores y vegetales de todo el mundo.

“Si tenemos virus sobre la superficie podemos verlos”, dijo. “En segundo lugar podemos seleccionar los virus que no queremos y barrerlos aplicando un campo eléctrico lo suficientemente alto”.

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1) Nota del T.: El efecto piezoeléctrico se da en ciertos cristales que al ser sometidos a tensión, se polarizan eléctricamente y generan voltaje eléctrico entre las superficies opuestas. Esto es reversible en el sentido de que al aplicar un voltaje a través las caras de un cristal, se produce una deformación del mismo. Este efecto microscópico se origina por las propiedades de simetría de algunos cristales. Entre los materiales piezoeléctricos más abundantes destacan el cuarzo, el sulfato de litio y las cerámicas polarizadas.

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Fuente noticia: Live Science

Traducido por Miguel Artime para