Sistema modular rentable para la obtención de imágenes ópticas a partir de la impresora 3D
Como construir con ladrillos Lego
Poner los modernos métodos de microscopía y espectroscopía al alcance del mayor número posible de usuarios: a ello se dedican el profesor Thorben Cordes y su doctorando Gabriel G. Moya Muñoz. Cordes se incorporó a la Facultad de Química y Biología Química (CCB) de la Universidad TU de Dortmund como catedrático de Química Biofísica el 1 de septiembre. Moya Muñoz está haciendo su doctorado en la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich y continuará su trabajo en Dortmund en el futuro. Juntos, los investigadores desarrollaron la plataforma de microscopía "Brick-MIC", en la que la mayoría de los componentes pueden fabricarse de forma rentable mediante impresión 3D y combinarse entre sí con flexibilidad. Los resultados del trabajo se han publicado ahora en la revista "Science Advances" y el equipo ha solicitado una patente para Brick-MIC.
El profesor Thorben Cordes y su estudiante de doctorado Gabriel G. Moya Muñoz han desarrollado conjuntamente la plataforma de microscopía "Brick-MIC", en la que la mayoría de los componentes pueden fabricarse de forma rentable mediante impresión 3D y combinarse entre sí con flexibilidad.
Gabriel Moya Muñoz
Los microscopios ópticos y los métodos espectroscópicos modernos son herramientas esenciales en las ciencias de la vida, la biotecnología y las aplicaciones médicas, por ejemplo para análisis moleculares. Para aumentar aún más su sensibilidad y selectividad, tanto los métodos como los instrumentos se perfeccionan constantemente en laboratorios especializados. Sin embargo, a menudo transcurren varios años antes de que las nuevas tecnologías estén realmente a disposición de los usuarios en las ciencias de la vida o en un entorno clínico. Por ello, el grupo de trabajo del profesor Thorben Cordes ha desarrollado el nuevo concepto "Brick-MIC", en el que todos los componentes para la construcción de métodos de microscopía óptica o espectroscopía pueden fabricarse mediante impresión 3D y combinarse entre sí de forma flexible, como si se construyera con ladrillos de Lego.
Uso flexible
Este sistema de código abierto y bajo coste debería permitir realizar diferentes modalidades para experimentos especiales simplemente intercambiando los distintos componentes. Gracias a su manejable tamaño, Brick-MIC también debería ser adecuado para su uso en investigaciones de campo o en lugares con retos especiales, como laboratorios de alta seguridad. El profesor Thorben Cordes explica: "No se necesitan herramientas para ensamblar las distintas piezas y los componentes ópticos están firmemente sujetos a la carcasa". Esto también tiene ventajas en términos de estabilidad: por ejemplo, los distintos elementos ópticos y mecánicos se combinan en un solo componente, lo que hace que el sistema sea menos susceptible a los fallos.
Los científicos han probado su sistema para el uso de diversas técnicas de microscopía de fluorescencia de alta sensibilidad, que normalmente requieren equipos caros con costes de inversión de más de 100.000 euros. Gabriel Moya afirma: "La calidad de los datos y las imágenes de Brick-MIC es comparable a la de microscopios diseñados específicamente para la técnica en cuestión. Sin embargo, estos microscopios son muy caros en el mercado, o hay que ser un especialista en técnicas ópticas y construir el microscopio uno mismo. Con Brick-MIC, podemos poner a disposición de los usuarios una amplia gama de técnicas de microscopía de última generación a bajo coste, como la detección de moléculas individuales y la microscopía óptica de alta resolución. Esto también podría dar a los hospitales, por ejemplo, acceso a nuevos métodos para la detección directa de virus, bacterias o marcadores de enfermedades."
Método probado para la detección directa de virus
Con este fin, el grupo de investigación del profesor Thorben Cordes ya ha realizado pruebas junto con un equipo de la Universidad Hebrea de Jerusalén dirigido por el profesor Eitan Lerner. Los científicos lograron desarrollar un método de citometría de flujo basado en un MIC de ladrillo que permite la detección directa de virus en líquidos. "Bombeamos los virus y otras partículas luminiscentes a través de una pequeña cámara de cristal y vemos una señal breve cada vez que los virus llegan al microscopio. Utilizando este método, la detección directa de partículas del virus SARS-CoV-2 fue posible en menos de 15 minutos", explica Gabriel Moya.
Para seguir desarrollando la plataforma Brick-MIC, Cordes y Moya Muñoz colaboran actualmente en Dortmund en otras aplicaciones de la plataforma, incluso con socios industriales. El profesor Thorben Cordes afirma: "Esperamos una amplia gama de aplicaciones en el campo de la investigación académica e industrial: desde la obtención de imágenes por fluorescencia en farmacia hasta métodos de investigación celular médica como el etiquetado de tumores y la monitorización de ecosistemas mediante análisis de muestras in situ."
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Alemán se puede encontrar aquí.
Publicación original
Gabriel G. Moya Muñoz, Oliver Brix, Philipp Klocke, Paul D. Harris, Jorge R. Luna Piedra, Nicolas D. Wendler, Eitan Lerner, Niels Zijlstra, Thorben Cordes; "Single-molecule detection and super-resolution imaging with a portable and adaptable 3D-printed microscopy platform (Brick-MIC)"; Science Advances, Volume 10
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