Ajuntament de Terrassa - Societat del coneixement.

UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE CATALUNYA - 13/02/2013


Àtoms artificials per realitzar ressonàncies magnètiques en cèl·lules


Àtoms artificials

El grup d'investigadors liderat per l'investigador de l'ICFO Romain Quidant ha aconseguit utilitzar àtoms artificials, partícules nanomètriques de diamant dopat amb una impuresa de nitrogen, per poder sondejar camps magnètics molt febles, com els generats en algunes molècules biològiques




La innovadora tècnica millora significativament la resolució fins a l'escala nanomètrica (1.000.000 vegades major que la mil·limètrica), fent possible mesurar camps magnètics molt febles, com els que creen les proteïnes.


Investigadors de l'Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) -institut universitari adscrit a la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC)-, en col·laboració amb el Consell Superior de Recerques Científiques (CSIC) i la Universitat Macquarie d'Austràlia, han desenvolupat una nova tècnica, similar a la ressonància magnètica però amb una resolució i sensibilitat molt major, que permet escanejar cèl·lules individuals a escala molecular.

El grup d'investigadors ha explicat l'esmentada tècnica en l'article Three-dimensional optical manipulation of a single electron spin, publicat a la revista Nature Nanotech i destacat per Nature.

La ressonància magnètica convencional registra els camps magnètics dels nuclis atòmics del nostre cos que han estat prèviament excitats per un camp electromagnètic extern. Segons la resposta del conjunt de tots aquests àtoms podem monitoritzar i diagnosticar l'evolució de certes malalties. No obstant això, aquesta tècnica de diagnòstic convencional té una resolució mil·limètrica. Els objectes més petits no tenen suficients àtoms com per poder observar el senyal de resposta.

"El nostre mètode obre la porta a poder realitzar ressonàncies magnètiques a cèl·lules aïllades, obtenint una nova font d'informació per entendre millor els processos intra-cel·lulars i poder diagnosticar malalties a aquesta escala" explica Michael Geiselmann, investigador de l'ICFO que va realitzar l'experiment. Fins ara només era possible arribar a aquesta resolució en el laboratori, utilitzant àtoms individuals a temperatures properes al zero absolut (al voltant de -273 graus centígrads).

Els àtoms individuals són estructures molt sensibles al seu entorn i tenen una gran capacitat per detectar els camps electromagnètics propers. El problema que presenten és que són tan petits i volàtils que necessitem refredar-los a temperatures properes al zero absolut per poder manipular-los. Aquest procés és molt complex i requereix un entorn molt restrictiu que fa inviable les seves possibles aplicacions mèdiques. No obstant això, els àtoms artificials utilitzats per l'equip de Quidant estan formats per una impuresa de nitrogen capturada dins d'un petit cristall de diamant. "Aquesta impuresa té la mateixa sensibilitat que un àtom individual però és molt estable a temperatura ambient gràcies al seu encapsulament. Aquesta closca de diamant ens permet manejar la impuresa de nitrogen en un entorn biològic i, per tant, ens permet escanejar cèl·lules" argumenta Quidant.

Per poder atrapar i manipular aquests àtoms artificials els investigadors utilitzen llum làser. El làser funciona com una pinça capaç de dirigir-los per sobre de la superfície de l'objecte a estudiar i així rebre la informació dels petits camps magnètics que ho conformen.

L'aparició d'aquesta nova tècnica podria revolucionar el camp del diagnòstic mèdic per imatge, ja que optimitza substancialment la sensibilitat de l'anàlisi clínica i, per tant, millora la possibilitat de detectar malalties amb més antelació i tractar-les amb més èxit.

Aquesta recerca ha estat possible gràcies al suport de la Fundació Privada Cellex Barcelona.



Posa Flash Player per reproduïr aquest fitxer
o descarrega'l per reproduïr-lo localment.


Butlletí Innovem Terrassa !!!
Universitat i Societat del coneixement - Ajuntament de Terrassa.