Gli scienziati dell'École Polytechnique Fédérale de Lausanne hanno utilizzato la nanoplasmonica per osservare
Visualizzazione della secrezione proteica in una singola cellula. Video: EPFL
Per l'osservazione, i ricercatori posizionano l'individuocellule in pozzetti microscopici in un chip nanostrutturato placcato in oro. Successivamente, provocano la risonanza plasmonica sulla superficie del chip. Queste sono oscillazioni risonanti di elettroni che si verificano quando un plasmone di superficie viene eccitato da un'onda elettromagnetica esterna. Queste fluttuazioni permettono di mappare le sostanze secrete man mano che si formano, osservando la forma e il movimento delle cellule.
Il metodo degli scienziati si basa su un chip nanoplasmonicoun'area di 1 cm², costituita da milioni di minuscoli fori e centinaia di camere per le singole cellule. Il chip è costituito da un substrato d'oro nanostrutturato ricoperto da una sottile rete polimerica. Ogni camera è riempita con supporti cellulari per mantenere le cellule vive e sane durante il processo di imaging.
La struttura del chip con cui è stata effettuata la ricerca. Immagine: Saeid Ansaryan et al., Ingegneria biomedica della natura
La risonanza plasmonica è innescata daun raggio di luce che fa oscillare gli elettroni negli atomi d'oro. La nanostruttura è progettata in modo tale che solo determinate lunghezze d'onda possano penetrarla. Quando qualcosa, come la secrezione proteica, si verifica sulla superficie del chip, cambia la luce trasmessa e lo spettro si sposta. Un sensore di immagine e un LED rilevano tali cambiamenti.
Perché questo metodo immerge le cellule interreno di coltura e non richiede etichette tossiche utilizzate in altre tecnologie di imaging, le cellule studiate sono facili da recuperare. Ciò conferisce al metodo un grande potenziale per l'uso nello sviluppo di prodotti farmaceutici, vaccini e altri trattamenti, osservano gli autori. Ad esempio, può essere utilizzato per studiare come le cellule rispondono a vari trattamenti a livello individuale.
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In copertina: illustrazione di cellule viventi in celle a microchip. Immagine: BIOS EPFL