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Nuova tecnica ad ultrasuoni è la prima che vede all’interno delle cellule vive

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I ricercatori dell’Università di Nottingham hanno messo a punto una tecnica di sfondamento che utilizza il suono piuttosto che la luce per vedere l’interno delle cellule vive, ciò rappresenta una potenziale applicazione per i trapianti di cellule staminali e la diagnosi del cancro.

La nuova tecnica in nanoscala a ultrasuoni utilizza le lunghezze d’onda più corte di ottica del suono e potrebbe anche competere con le tecniche di super risoluzione ottica, le quali vinsero il premio 2014 Nobel per la chimica.

Questo nuovo tipo di imaging di fononi sub-ottici (suoni) fornisce preziose informazioni sulla struttura, le  proprietà meccaniche e il comportamento delle cellule viventi individuali in una scala non raggiunto prima.

I ricercatori del gruppo Ottica Fotonica nella Facoltà di Ingegneria, Università di Nottingham, stanno dietro questa rivoluzionaria scoperta, che viene pubblicato in ‘immagini 3D ad alta risoluzione di cellule viventi con fononi su lunghezza d’onda sub-ottiche’ all’interno della rivista Scientific Reports.

“Le persone hanno più familiarità con gli ultrasuoni come strumento di analisi all’interno del corpo – il sistema che abbiamo ingegnerizzato può guardare dentro una singola cella: e Nottingham è attualmente l’unico posto al mondo che offre questa possibilità, “ha detto il professor Matt Clark, che ha contribuito allo studio.

Nella microscopia ottica convenzionale, che utilizza la luce (fotoni), la dimensione dell’oggetto più piccolo che si può vedere (o la risoluzione) è limitata dalla lunghezza d’onda.

Per i campioni biologici, la lunghezza d’onda non può andare oltre la luce blu perché l’energia trasportata sui fotoni di luce nell’ultravioletto (e lunghezze d’onda più corte) è così alta da potter distruggere i legami che tengono insieme le molecole biologiche danneggiando le cellule.

L’imaging ottico con super-risoluzione ha anche limitazioni distinte in studi biologici. Questo perché i coloranti fluorescenti che usa sono spesso tossici e richiedono enormi quantità di luce e di tempo per osservare e ricostruire un’immagine dannosa per le cellule.

A differenza della luce, il suono non ha un carico ad alta energia. Questo ha permesso ai ricercatori di Nottingham di utilizzare lunghezze d’onda più piccole e vedere le cose più microscopiche e arrivare a risoluzioni più elevate senza danneggiare la biologia cellulare.

“Una grande cosa è che, come gli ultrasuoni sul corpo, quelli nelle cellule non provocano alcun danno e non richiedono sostanze chimiche tossiche. Per questo possiamo vedere le cellule all’interno in vita e che un giorno potrebbe essere rimesse nel corpo, ad esempio come trapianti di cellule staminali”, aggiunge il professor Clark.



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