Avance significativo en microscopía electrónica

Los ingenieros eléctricos han propuesto una nueva estrategia que puede resolver una limitación crítica de los microscopios electrónicos de alta resolución: no se pueden usar para observar células vivas porque los electrones destruyen las muestras. Los ingenieros sugieren usar una técnica de medición de mecánica cuántica que permite que los electrones detecten los objetos remotamente sin tener que golpear los objetos observados, evitando así el daño.

Un microscopio electrónico, no invasivo, podría suministrar claves sobre preguntas esenciales de la vida y la materia, permitiendo que los investigadores observen moléculas dentro de una célula viva sin afectarlas. Si tienen éxito, estos microscopios resolverían lo que el premio Nobel, Dennis Gabor concluyó en 1956, y llamó la limitación fundamental de la microscopía electrónica: "La destrucción del objeto con el agente de exploración”.

Los microscopios electrónicos convencionales usan un rayo de partículas de electrones en lugar de luz, para observar muestras. Estos rayos ofrecen una resolución extremadamente alta; hasta 0,2 nm - 10 nm, o 10 a 1.000 veces mayor que el microscopio tradicional de luz. Por el contrario, con la mecánica cuántica propuesta, los electrones no golpearían directamente el objeto que se observa. En su lugar, un electrón fluiría alrededor de uno de dos anillos, colocados uno encima del otro. Los anillos estarían lo suficientemente cerca por lo que el electrón podría saltar fácilmente entre ellos. Sin embargo, si se colocara un objeto (como una célula) entre los anillos, el electrón no podría saltar y quedaría atrapado en un anillo.

Esta instalación estudiaría un pixel de la muestra, cada vez, colocándolos juntos para crear la imagen completa. Cada vez que se atrapa el electrón, el sistema sabría que hay un pixel oscuro en ese sitio.

El profesor asistente Dr. Mehmet Fatih Yanik, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT; Cambridge, MA, EUA), y autor principal del artículo, publicado en la edición de Octubre 2009, de la revista Physical Review, reportó que espera que el proyecto "posiblemente encienda los esfuerzos experimentales alrededor del mundo para su realización, y talvez el primer prototipo aparezca en alrededor de cinco años”.

Aunque se deben resolver retos técnicos (tal como prevenir que los electrones cargados interactúen con otros metales en el microscopio), el Dr. Yanik cree que eventualmente un microscopio como ese podría resolver una resolución de un solo nanómetro. Este nivel de resolución permitiría que los científicos vean moléculas como las enzimas y ácidos nucleicos dentro de las células vivas.

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Massachusetts Institute of Technology