Tubos de ensayo más pequeños que el grosor de un cabello
El sistema captura una sola célula, o incluso una pequeña estructura subcelular llamada organela, dentro de una gotita. Entonces utiliza un potente microscopio láser para estudiar los contenidos y examinar procesos químicos, y un rayo láser para manipular la célula o hasta moléculas, combinándolas para formar nuevas substancias.
Este "laboratorio" a escala nanométrica es tan minúsculo que abarca solo el 1 por ciento del grosor de un cabello humano. Daniel Chiu, profesor de química en la Universidad de Washington, es el principal responsable del desarrollo del método. "Cualquier cosa que se pueda hacer en un tubo de ensayo esperamos hacerlo en la gotita, sólo que no necesitamos muchas células. Ni siquiera una célula, simplemente algunas moléculas", destaca Chiu.
El nuevo método permite obtener una gran variedad de información sobre una célula. Los investigadores usan tradicionalmente la microscopía para ver cómo se mueven las proteínas dentro de ella, y recolectan información espacial, pero con muy poca información bioquímica. Por otro lado, se pueden usar grandes cantidades de material en un tubo de ensayo para estudiar los procesos bioquímicos, pero sin proporcionar los detalles de la microscopía. La célula es muy pequeña, pero muy compleja. Tiene varios centenares de miles de proteínas. En muchos sentidos, es probablemente la nanomáquina más perfecta y compleja.
El nuevo método, empleando un proceso llamado microfluídica, permite realizar análisis químicos y estudiar la estructura y forma simultáneamente.
La gotita diminuta está contenida en un dispositivo microfluídico, demasiado pequeño para verse a simple vista, montado en una plataforma de unos 18 mm, con lo que se puede transportar de un lugar a otro. El dispositivo tiene agua en un canal, y aceite en otro adyacente. La muestra (una célula, una organela o sólo algunas moléculas) es colocada en la superficie de contacto entre el aceite y el agua usando un rayo láser, y de ese modo es encapsulada cuando se forma la gota de agua.
 | | Arriba, la flecha señala el objetivo a medida que se forma una gota de agua en aceite. Abajo, se muestra una mitocondria tras haber sido encapsulada en la gota de agua. (Foto: Daniel Chiu ) |
Una vez que la gotita captura la muestra, se sujeta rápidamente mientras los investigadores usan láseres para manipularla y dirigir el análisis y la experimentación.
El nuevo método permite a los investigadores ocuparse de preguntas biológicas específicas que no pueden ser contestadas utilizando grandes muestras en un tubo de ensayo, como por ejemplo, cómo las organelas dentro de una célula difieren entre sí, o qué proteínas diferentes son expresadas dentro de la misma célula.
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