Un equipo liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha perfeccionado una técnica microscópica que permite observar entiempo real y de manera simultánea cualquier cambio de forma o composición que se produzca en células, moléculas biológicas, circuitos nanoelectrónicos u otros objetos a escala nanométrica. Los resultados del estudio aparecen en el último número de Nature Materials.

La nueva técnica, denomina Phase Imaging AFM, está basada en la microscopía de fuerzas, y permite realizar medidas tanto en aire como en medios líquidos o fisiológicos. El desarrollo de esta técnica podría tener aplicaciones en áreas diferenciadas, como la biomedicina, la nanotecnología, la ciencia de materiales o estudios medioambientales.

El investigador del CSIC y coordinador del estudio, Ricardo García, que trabaja en el Instituto de Microelectrónica de Madrid (CSIC), ejemplifica posibles usos para la medicina: “Ahora podemos ver en detalle cómo interaccionan un antígeno y un anticuerpo. En un futuro, con el avance de esta técnica, se podrá ver paso a paso cómo interacciona un medicamento con una célula enferma”.
Seguir muy de cerca la creación de un nuevo material, o detectar contaminantes, son otros posibles usos de la nueva técnica que apunta García.

Utilización de la energía

La técnica Phase Imaging AFM utiliza la energía disipada a nivel molecular para realizar las mediciones de los objetos. El microscopio mide la energía que transfiere a la molécula o sistema bajo estudio una punta de silicio muy afilada, terminada en un átomo, que se hace oscilar a pocos ángstrom sobre la superficie del objeto analizado. En esta situación, el átomo de la punta es muy sensible a las fuerzas de interacción con los átomos, moléculas o nanoestructuras.

“La composición química de la molécula, que es lo que queremos obtener,depende de la transferencia de energía y de las fuerzas de interacción que se producen entre la molécula y la punta de silicio”, explica el investigador del CSIC. La sensibilidad de esta nueva técnica permite detectar variaciones de energía que se corresponden con décimas y centésimas de las energías de enlace entre átomos, alcanzando así una resolución nanométrica y molecular.

La nueva técnica permite observar la superficie de materiales heterogéneos y aportar datos sobre alguna de sus propiedades; además de mostrar y procesar, por primera vez de forma independiente, datos sobre la topografía y la composición del objeto.

La técnica Phase Imaging AFM, ha sido perfeccionada en el marco del proyecto europeo FORCETOOL, coordinado por el investigador del CSIC. La misión de este proyecto es desarrollar un método de microscopía capaz de funcionar en un entorno tecnológico y que ofrezca una resolución espacial de un nanómetro. La investigación aspira ahora a obtener información cuantitativa sobre todas las propiedades del sistema u objeto que estudia.