La capa de grafeno permite avanzar en la microscopía de súper resolución
Los investigadores desarrollan un nuevo método que permite multiplicar por diez la resolución óptica
Investigadores de la Universidad de Göttingen han desarrollado un nuevo método que aprovecha las inusuales propiedades del grafeno para interactuar electromagnéticamente con moléculas fluorescentes (emisoras de luz). Este método permite a los científicos medir ópticamente distancias extremadamente pequeñas, del orden de 1 ångström, con gran precisión y reproducibilidad por primera vez. Esto permitió a los investigadores medir ópticamente el espesor de las bicapas de lípidos, el material que forma las membranas de todas las células vivas.
A la izquierda: Imagen de moléculas individuales en la lámina de grafeno. Tales imágenes permiten a los científicos determinar la posición y orientación de cada molécula. La comparación con la imagen esperada (derecha) muestra una excelente concordancia.
University of Göttingen
Una membrana etiquetada con tinte que se ve bajo luz polarizada (flecha). Esto muestra que las moléculas están orientadas a lo largo del perímetro de la membrana.
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Investigadores de la Universidad de Göttingen, dirigidos por el profesor Enderlein, utilizaron una sola lámina de grafeno, de un solo átomo de espesor (0,34 nm), para modular la emisión de moléculas emisoras de luz (fluorescentes) cuando se acercaron a la lámina de grafeno. La excelente transparencia óptica del grafeno y su capacidad de modular a través del espacio la emisión de las moléculas lo convierten en una herramienta extremadamente sensible para medir la distancia de moléculas individuales de la lámina de grafeno. La precisión de este método es tan buena que incluso los más pequeños cambios de distancia de alrededor de 1 ångström pueden ser resueltos. Los científicos pudieron demostrarlo depositando moléculas individuales sobre una capa de grafeno. Entonces podrían determinar su distancia monitoreando y evaluando su emisión de luz. Esta modulación de la emisión de luz molecular inducida por gráficos proporciona una "regla" extremadamente sensible y precisa para determinar las posiciones de una sola molécula en el espacio. Utilizaron este método para medir el espesor de las bicapas de lípidos simples que están constituidas por dos capas de moléculas de la cadena de ácidos grasos y que tienen un espesor total de sólo unos pocos nanómetros (una milmillonésima parte de un metro).
"Nuestro método tiene un enorme potencial para la microscopía de superresolución porque nos permite localizar moléculas individuales con resolución nanométrica no sólo lateralmente (como con los métodos anteriores) sino también con una precisión similar en la tercera dirección, lo que permite una verdadera imagenología óptica tridimensional en la escala de longitud de las macromoléculas", dice Arindam Ghosh, el primer autor del trabajo.
"Esta será una herramienta poderosa con numerosas aplicaciones para resolver distancias con precisión subnanométrica en moléculas individuales, complejos moleculares u pequeños orgánulos celulares", añade el profesor Jörg Enderlein, autor correspondiente de la publicación y director del Tercer Instituto de Física (Biofísica) donde tuvo lugar el trabajo.
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