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Una nueva técnica permite por primera vez inmovilizar las bacterias sin matarlas, como si estuvieran atadas a la mesa de un cirujano, según una investigación realizada por científicos del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) de Barcelona y publicada en la revista Nanoletters. Los organismos son atrapados enfocándolos con un láser concentrado hasta alcanzar el punto de luz más pequeño del mundo.
Una nueva técnica permite por primera vez inmovilizar las bacterias sin matarlas, como si estuvieran atadas a la mesa de un cirujano, según una investigación realizada por científicos del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) de Barcelona y publicada en la revista Nanoletters. Los organismos son atrapados enfocándolos con un láser concentrado hasta alcanzar el punto de luz más pequeño del mundo.
El equipo de Dr Romain Quidant, investigador ICREA del Instituto de Ciencias Fotónicas de Barcelona (ICFO), en colaboración con investigadores del Instituto de Óptica del CSIC, ha desarrollado una herramienta en la que con un punto de luz se puede atrapar una bacteria sin hacerle ningún daño. Las aplicaciones van desde los análisis médicos (atrapar bacterias presentes en muestras de sangre) a la investigación de los organismos en sí mismos (escudriñar el interior del organismo inmovilizado).
Hasta ahora, se conocía la capacidad de la luz de atrapar objetos pequeños, por medio de las llamadas “pinzas ópticas”. Sin embargo, este sistema no funciona bien con objetos demasiado pequeños y si se usa para atrapar pequeños organismos vivos, los puede dañar. En el nuevo trabajo, llevado a cabo en parte gracias a una generosa donación de la Fundació CELLEX, se ha obtenido un punto de luz tan concentrado que es capaz de agarrar pelotitas de polistireno de 200 nanómetros, diez veces más pequeñas que las células de dos micrómetros que se pueden coger con las pinzas ópticas convencionales.
Además, la intensidad del haz es remarcablemente baja, tanto que si se aplica para atrapar bacterias de E.coli (también más pequeñas que una célula convencional), las deja totalmente intactas. Los investigadores han comprobado que todos sus parámetros vitales siguen normales tras el contacto con la luz. Las bacterias tienen una forma alargada: las nuevas pinzas son capaces de alinearlas como si estuvieran atadas por las dos extremidades.
La linterna más pequeña del mundo
Hasta ahora, las lentes más perfectas eran capaces de concentrar la luz en un espacio de pocos micrómetros (una millonésima parte de metro). Sin embargo, una molécula alumbrada por esta luz sería como un futbolista en el medio de un campo completamente iluminado. En un trabajo publicado en Physical Review Letters y destacado por Nature a finales del año pasado, los investigadores del ICFO han conseguido concentrar la luz mil veces más, lo cual sería como disparar un foco únicamente alrededor del “futbolista” microscópico, lo que nos permitiría verlo en detalle.
El punto de luz ultraconcentrado, o nanolinterna, se ha obtenido por medio de una herramienta en todo parecida a una antena convencional, como las que decoran los techos de las ciudades. Los equipos de Romain Quidant y Niek van Hulst han dispuesto dos microscópicas barras de oro de 500 nanómetros (un nanómetro es la milmilloésima parte de un metro) en la misma disposición de las barras de metal de una antena.
Una mesa de cirugía nanoscópica
Tras haber aprendido como bloquear las bacterias como si estuvieran atadas a una mesa de cirugía, los investigadores están trabajando en utilizar la luz también para analizarlas. El nuevo sistema proporciona una plataforma para análisis óptico de organismos vivos, con aplicaciones en la detección de tóxicos en alimentos, y diagnosis médica.
Además, una batería u otro organismo biológico inmovilizado, pero vivo, se puede iluminar con el objetivo de estudiar los procesos bioquímicos que tienen lugar en su interior.
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Referencias bibliográficas:
M. Righini, P. Ghenuche, S. Cherukulappurath, V. Myroshnychenko, F. J. García de Abajo and R. Quidant. “Nano-optical Trapping of Rayleigh Particles and Escherichia coli Bacteria with Resonant Optical Antennas”. Nanoletters. Article ASAP. DOI: 10.1021/nl803677x. January 21, 2009
Petru Ghenuche, Sudhir Cherukulappurath, Tim H. Taminiau, Niek F. van Hulst, and Romain Quidant. “Spectroscopic Mode Mapping of Resonant Plasmon Nanoantennas”. Pysical Review Letters 101, 116805. SEP 2008
Lukas Novotny. “Optical antennas tuned to pitch”. NATURE, 455, Oct. 2008
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