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Endoscopio de nanotecnología logra trabajar con una sola célula viva del cuerpo

Puede introducir a cada una por separado proteínas y drogas medicinales sin dañarla y además pueden dar luz en interior para estudiar los sistemas internos del cuerpo
Por Kat Piper - La Gran Época
Lun, 26 Dec 2011 05:25 +0000
Este esquema muestra la imagen subcelular de los puntos cuánticos en una célula
Este esquema muestra la imagen subcelular de los puntos cuánticos en una célula viva con un endoscopio de nanocables. (Cortesía del Laboratorio de Berkeley)

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Fue el resultado del esfuerzo de científicos del Centro Bioinformática y Simulación Molecular de Talca, liderados por el químico chileno Danilo Gonzales y la colaboración de los centros similares en París y Londres

Utilizando la nanotecnología, los científicos han desarrollado un sensor óptico que puede utilizarse para ver el interior de las células vivas, al que llaman endoscopio nanocable.

El endoscopio de nanocables, desarrollado por los investigadores del Laboratorio Lawrence Berkeley, Departamento de Energía de EE.UU. y la Universidad de California, en Berkeley, es el primero en ser capaz de hacer brillar la luz dentro de una sola célula.

También podría ser usado para introducir proteínas y drogas medicinales en una célula sin dañarla, dijeron los investigadores.

Un endoscopio es un tipo de instrumento médico utilizado para ver dentro del cuerpo, visualizar los órganos internos, etc. Se compone de un tubo largo y flexible y una fuente de luz. La luz es transmitida a través del tubo mediante un sistema de fibra óptica.

El endoscopio nanocable, consiste de un nanocable conductor de ondas ópticas, está hecho de óxido de estaño, y se va ajustado al extremo, en sección descendente, a una fibra óptica. Los nanocables son flexible y extremadamente fuertes, por lo que puede soportar una flexión repetida.

 “Combinando las ventajas del nanocable guiador de ondas y la representación fluorescente a través de las  fibra óptica, podemos manipular la luz en la nanoescala dentro de las células vivas, para estudiar los procesos biológicos en células vivas individuales con una alta resolución espacial y temporal” dijo el investigador principal Peidong Yang, en el comunicado de prensa.

Imágenes logradas con luz visible han sido utilizadas durante décadas por los biólogos para estudiar las células. Los tintes fluorescentes también pueden utilizarse para resaltar ciertos componentes celulares, como proteínas, ácidos nucleicos y lípidos. Pero las imágenes por luz visible no pueden ser utilizadas para estudiar las estructuras diminutas dentro de las células, debido a las limitaciones impuestas por la resolución de las propiedades físicas de la luz.

Recientemente, los científicos han desarrollado maneras de superar estas limitaciones mediante la nanofotónica, pero los sistemas son caros, complicados y voluminosos.

“Incorporando uno de nuestros simple componentes nanofotónicos, un sistema fibra óptica, sumado a bajos costos, fuimos capaces de miniaturizar nuestro sistema endoscópico,” dijo Yang.

Los investigadores probaron la capacidad de su sistema para lograr imágenes de las estructuras, en el nivel sub celular, mediante la inserción del endoscopio en las células humanas de uso común para la investigación en el laboratorio y la luz azul era brillante en las células. Ellos encontraron que la sonda no dañó a las células ni causó que la membrana se rompiera.

"La salida óptica de la emisión en el endoscopio fue confinada cerca de la punta de los nanocables, ofreciendo así una  iluminación altamente direccional y localizada", dijo Yang.

A continuación se demostró que era posible entregar "puntos cuánticos"-un tipo de nanopartículas- de las células con un alto grado de precisión. Se adjuntaron los puntos cuánticos al final del endoscopio, y luego los liberaron con bajo consumo de energía de luz ultravioleta.

 Los puntos cuánticos podrían ser liberados en menos de un minuto, considerablemente más rápido que otros sistemas de entrega de informe, basados en el nanotubo- de sólo una célula, que toman de 20 a 30 minutos para entregar su carga.

 "En el futuro, además de imágenes ópticas y entregas de carga, también podremos utilizar este endoscopio de nanocables para estimular eléctricamente u ópticamente una célula viva", dijo Yang.

La investigación fue publicada online en la revista Nature Nanotechnology el 18 de diciembre.

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