Próxima generación: el primer nanooído del mundo

¿Un método recientemente desarrollado podría detectar ondas de sonido producidas por bacterias y otros nano? y microobjetos NANOSYSTEMS INITIATIVE MUNICH

EL DISPOSITIVO: Si una bacteria eructa en una placa de Petri, ¿alguien la oye? En la edición de enero de Physical Review Letters, los investigadores de LMU Munich en Alemania describen el oído más pequeño del mundo: un aparato para la detección ultrasensible del sonido. Al rastrear el desplazamiento de una partícula de oro levitante atrapada en un rayo láser enfocado, el equipo registró las vibraciones acústicas de las nanopartículas cercanas. Los investigadores también pudieron determinar de qué dirección provenía el sonido.

Los investigadores estiman que el nano-oído puede detectar niveles de sonido tan bajos como -60 decibelios, lo que hace que el dispositivo sea un millón de veces más sensible que el oído humano. .

El 'Nano-oído' CORTESÍA: SOCIEDAD FÍSICA AMERICANA

NOVEDADES: pinzas ópticas (láseres infrarrojos enfocados a través de un microscopio óptico para atrapar objetos diminutos) son una herramienta estándar utilizada para…

Nos preguntábamos qué sucede si algo perturba este movimiento, por ejemplo, una onda de sonido, dijo el primer autor Alexander Ohlinger. Si es posible detectar esa perturbación, podríamos usar [las pinzas ópticas] como micrófono.

Ohlinger y sus colegas probaron su teoría en dos experimentos. Primero, registraron la respuesta de las partículas atrapadas a una fuente de sonido relativamente fuerte, una aguja que vibra en un altavoz. Luego, detectaron la acústica significativamente más débil de un parche de nanopartículas de oro vibrantes, calentadas por un láser (ver imagen arriba). En ambos casos, las ondas acústicas se detectaron con precisión.

IMPORTANCIA: El nano-oído podría abrir un campo completamente nuevo de microscopía acústica, dijo Ohlinger. Usando pinzas ópticas, los científicos podrían escuchar bacterias, virus e incluso procesos celulares como la replicación del ADN y la mitosis.

La técnica es muy accesible, ya que todas las herramientas que se usaron, láseres, nanopartículas, un Un laboratorio puede adquirir fácilmente un microscopio de campo oscuro y una cámara de video común para registrar el movimiento, agregó Ohlinger.

NECESITA MEJORAR: antes de que la técnica pueda aplicarse a sistemas biológicos Sin embargo, se debe trabajar para reducir la relación señal/ruido, dijo Lene Oddershede, jefa del grupo de pinzas ópticas de la Universidad de Copenhague, que no participó en el estudio. Cuando estás en la nanoescala, el ruido es un jugador realmente importante. Está en todas partes, dijo ella. Con la relación ruido-señal reportada en el documento, estos ruidos extraños podrían afectar las medidas previstas. Sin embargo, creo que la relación señal-ruido se puede mejorar, dijo Oddershede. 

El equipo de LMU Munich ahora está realizando estudios aplicando el nano-oído a diferentes sistemas, dijo Ohlinger. Les gustaría grabar el sonido de microobjetos como células, pero primero tienen que determinar si la técnica puede grabar ondas de sonido que no sean periódicas, como en sus experimentos, sino aleatorias y desordenadas. Tenemos que refinar nuestro método, pero en principio, esperamos que sea posible usarlo en biología, dijo Ohlinger. Todo esto es investigación en curso.

A. Ohlinger, et al., Nanopartícula de oro atrapada ópticamente permite escuchar a microescala, Phys Rev Lett., 108, 018101, 2012.

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