{"id":34519,"date":"2022-09-01T04:19:09","date_gmt":"2022-09-01T09:19:09","guid":{"rendered":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/proxima-generacion-nanoimagen\/"},"modified":"2022-09-01T04:19:09","modified_gmt":"2022-09-01T09:19:09","slug":"proxima-generacion-nanoimagen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/proxima-generacion-nanoimagen\/","title":{"rendered":"Pr\u00f3xima generaci\u00f3n: Nanoimagen"},"content":{"rendered":"

Una imagen de fluorescencia en falso color de la superficie del diamante. Los peque\u00f1os puntos circulares oscuros muestran centros de vac\u00edo de nitr\u00f3geno (NV) y la franja vertical oscura es el microcable utilizado para aplicar el campo electromagn\u00e9tico. Cortes\u00eda de IBM Research El dispositivo: <\/strong>Un min\u00fasculo defecto de diamante, solo dos \u00e1tomos diferentes, podr\u00eda alg\u00fan d\u00eda Permitir a los investigadores obtener im\u00e1genes de mol\u00e9culas individuales sin recurrir a la cristalograf\u00eda de rayos X, que requiere mucho tiempo y es t\u00e9cnicamente exigente. El nuevo enfoque, publicado hoy (31 de enero) en Science<\/em>, se basa en un solo electr\u00f3n para detectar perturbaciones en los campos magn\u00e9ticos moleculares, lo que puede proporcionar pistas sobre las estructuras de las prote\u00ednas y otras mol\u00e9culas.<\/p>\n

“Es un avance bastante emocionante” dijo el f\u00edsico P. Chris Hammel de la Universidad Estatal de Ohio, que no particip\u00f3 en la investigaci\u00f3n. Las estrategias a nanoescala anteriores solo funcionaban a temperaturas criog\u00e9nicas, pero la nueva estrategia ser\u00eda mucho m\u00e1s amable con las muestras biol\u00f3gicas.<\/p>\n

El trabajo se inspir\u00f3 en la resonancia magn\u00e9tica nuclear (RMN), que utiliza bobinas electromagn\u00e9ticas para detectar… <\/p>\n

Para construir un sensor de este tipo, los f\u00edsicos Daniel Rugar de IBM Research y David Awschalom de la Universidad de California en Santa B\u00e1rbara recurrieron a los diamantes. Un diamante perfecto, hecho enteramente de \u00e1tomos de carbono unidos entre s\u00ed de forma covalente, no tiene electrones libres y, por lo tanto, no tiene propiedades magn\u00e9ticas, explic\u00f3 Hammel. Pero un tipo especial de defecto, conocido como centro de vacancia de nitr\u00f3geno (NV), confiere propiedades magn\u00e9ticas \u00fanicas.<\/p>\n

En un centro NV, un solo \u00e1tomo de nitr\u00f3geno reemplaza un carbono en la red de diamante, justo al lado de un carbono faltante (la vacante). Debido a que el nitr\u00f3geno tiene un electr\u00f3n m\u00e1s disponible para unirse, el centro NV le confiere propiedades magn\u00e9ticas al diamante, que se pueden leer mediante fluorescencia \u00f3ptica. Si haces brillar una luz verde, brilla intensamente en rojo, explic\u00f3 Rugar. La fuerza de la fluorescencia depende del estado magn\u00e9tico del centro NV. Si los campos magn\u00e9ticos nucleares externos, como los emitidos por otros electrones y protones, est\u00e1n lo suficientemente cerca, pueden afectar el giro de los electrones del centro NV y la lectura fluorescente roja.<\/p>\n

Para mostrar que se podr\u00eda usar un centro NV en un diamante como un sensor a escala at\u00f3mica para detectar protones cercanos, el grupo de Awschaloms sintetiz\u00f3 cristales de diamante de alta pureza que conten\u00edan centros NV cerca de la superficie. En IBM, el equipo de Rugars superpuso esto con un pol\u00edmero de prueba de 60 nm y aplic\u00f3 un campo magn\u00e9tico oscilante. Cuando la frecuencia coincidi\u00f3 con la frecuencia de resonancia de los protones, descubrieron que su sonda de electrones respond\u00eda a los cambios en los campos magn\u00e9ticos de los protones, y esto se reflejaba en la fluorescencia roja.<\/p>\n

Novedades: <\/strong> Lo que tienen es la primera demostraci\u00f3n de mirar espines nucleares fuera del diamante mismo, dijo la ingeniera cu\u00e1ntica Paola Cappellaro del Instituto Tecnol\u00f3gico de Massachusetts, que no particip\u00f3 en la investigaci\u00f3n. [Ellos] realmente lograron hacer lo que muchas personas hab\u00edan estado tratando de hacer, y detectar los diminutos campos magn\u00e9ticos asociados con los espines nucleares.<\/p>\n

El trabajo anterior se bas\u00f3 en min\u00fasculos voladizos con puntas magn\u00e9ticas, dijo Hammel. Estos voladizos, que respond\u00edan a los cambios en los campos magn\u00e9ticos al doblarse, pod\u00edan medir el campo magn\u00e9tico de un solo electr\u00f3n, o de unos 50 n\u00facleos, que son mucho m\u00e1s d\u00e9biles, se\u00f1al\u00f3 Hammel. Pero los experimentos ten\u00edan que llevarse a cabo a temperaturas muy bajas y alto vac\u00edo, lo que no es tan emocionante para los bi\u00f3logos que quieren examinar sus mol\u00e9culas en condiciones m\u00e1s fisiol\u00f3gicas, dijo.<\/p>\n

Al acoplar la luz al estado magn\u00e9tico de sus sensores de diamante, Rugar y Awschalom puede realizar experimentos similares a temperatura ambiente y presi\u00f3n normal.<\/p>\n

La importancia: <\/strong>Descifrar la estructura de la prote\u00edna de la manera convencional expresando, purificando y cristalizando las prote\u00ednas no es f\u00e1cil, dijo Rugar. De hecho, es tan dif\u00edcil que la mayor\u00eda de las prote\u00ednas del cuerpo no tienen una estructura conocida, dijo. Si pudiera tomar una imagen [MRI], ser\u00eda algo fant\u00e1stico.<\/p>\n

Necesita mejorar: <\/strong>Hasta ahora, el estudio es solo una prueba de principio, se\u00f1al\u00f3 Awschalom. Los investigadores a\u00fan no han obtenido im\u00e1genes de ninguna mol\u00e9cula, sino que simplemente han detectado su presencia. A\u00fan as\u00ed, dijo Awschalom, hemos demostrado que no es una idea completamente rid\u00edcula detectar campos magn\u00e9ticos nucleares externos con un electr\u00f3n.<\/p>\n

En \u00faltima instancia, dijo Hammel, los investigadores deber\u00e1n llevar el centro NV a\u00fan m\u00e1s cerca de la superficie y sus n\u00facleos objetivo para obtener una resoluci\u00f3n a nanoescala de mol\u00e9culas complejas. Pero hacerlo sin interferir con sus propiedades ser\u00e1 un serio desaf\u00edo, porque los campos magn\u00e9ticos de n\u00facleos extra\u00f1os, como las mol\u00e9culas de agua en la superficie de los diamantes, tambi\u00e9n pueden influir en el centro NV.<\/p>\n

HJ Mamin et al. , resonancia magn\u00e9tica nuclear a nanoescala con un sensor de esp\u00edn de vacancia de nitr\u00f3geno, Science<\/em><\/strong>, 339:557-560, 2013.  <\/strong><\/p>\n

\u00bfInteresado en leer m\u00e1s?<\/h2>\n

The Scientist <\/em>ARCHIVES<\/h4>\n

Hacerse miembro de<\/h2>\n

Recibir acceso a m\u00e1s de 35 a\u00f1os de archivos<\/strong>, as\u00ed como a TS Digest<\/em><\/strong>, ediciones digitales de The Scientist<\/em><\/strong>, art\u00edculos destacados<\/strong>, \u00a1y mucho m\u00e1s!\u00danase gratis hoy \u00bfYa es miembro?Inicie sesi\u00f3n aqu\u00ed<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Una imagen de fluorescencia en falso color de la superficie del diamante. Los peque\u00f1os puntos circulares oscuros muestran centros de vac\u00edo de nitr\u00f3geno (NV) y la franja vertical oscura es el microcable utilizado para aplicar el campo electromagn\u00e9tico. Cortes\u00eda de IBM Research El dispositivo: Un min\u00fasculo defecto de diamante, solo dos \u00e1tomos diferentes, podr\u00eda alg\u00fan … Continuar leyendo \u00abPr\u00f3xima generaci\u00f3n: Nanoimagen\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-34519","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/34519","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=34519"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/34519\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=34519"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=34519"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=34519"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}