Mejoran el microscopio de fluorescencia en la UV

Introduciendo innovaciones tecnológicas, reduciendo el número de elementos optomecánicos y bajando el costo, Carlos Roberto Jácome Martínez, egresado de la Facultad de Física e Inteligencia Artificial (FFIA) de la Universidad Veracruzana (UV), diseñó un microscopio de florescencia en un trabajo colaborativo entre dicha Facultad y el Centro de Investigaciones Cerebrales (Cice) de la misma UV.

         El aparato óptico es una de las herramientas de trabajo de los estudiantes de posgrado del Cice. Ellos lo utilizan para ver mitocondrias de neuronas y calcular parámetros físicos como la rapidez y velocidad de estas partículas.

”Este microscopio nos permite incluso poder llegar a desarrollar un instrumento tan sofisticado como el que ganó el Premio Nobel de Química 2014”, destacó el científico Luis Beltrán Parrazal, uno de los asesores de Carlos Roberto.

Cabe recordar que en octubre de este año la Real Academia de las Ciencias Sueca otorgó el Nobel de Química a los estadounidenses Eric Betzig y William E. Moerner y el alemán Stefan W. Hell, por el desarrollo de microscopía de fluorescencia de alta resolución, es decir, convertir el microscopio óptico en un nanoscopio y poder estudiar con gran precisión objetos que antes eran inalcanzables.

El microscopio de florescencia que construyó Jácome Martínez (en alrededor de año y medio) fue el punto de partida, pues hay planes para trabajar una nueva versión, más sofisticada, la cual se prevé que tendrá rayos láser.

Luis Beltrán, del Laboratorio de Neurofisiología del Cice de la UV, explicó que las cuestiones técnicas de instrumentación son muy importantes para poder estudiar el cerebro, pero también son muy costosas.

Aclaró que no sólo se trata de dinero, sino de la imposibilidad de modificar los instrumentos comerciales (como los microscopios) conforme a las características que la investigación necesita. Con tal inquietud se acercaron al profesor-investigador del Laboratorio de Óptica Aplicada del Departamento de Física de la FFIA, Héctor Hugo Cerecedo Núñez.

Cabe citar que la colaboración entre ambas entidades académicas inició hace alrededor de tres años y como resultado de ésta han generado publicaciones en revistas científicas del ámbito internacional así como el instrumento óptico en mención, que es el logro más reciente de ese trabajo interinstitucional.

         “Le mostramos (a Héctor Hugo Cerecedo) qué estábamos haciendo (estudiando el funcionamiento de las neuronas) y cuáles eran nuestros problemas, y basados en la discusión en torno al tema acordamos la elaboración de un microscopio con grado científico que fuera económico”, relató Beltrán Parrazal.

         Por su parte, Cerecedo Núñez destacó lo importante que es para la FFIA tener vinculación con otras entidades académicas, pues “la física se ve muy dura, teórica, pesada, pero realmente tiene varias áreas que son muy aplicadas, una de ellas es la óptica”.

         El logro de Carlos Roberto, dijo el profesor-investigador de la FFIA, es tangible y replicable al interior de la institución, porque se trata de un microscopio que es posible adaptar a las necesidades de tal o cual investigación e incluso a planes de estudios afines.

         También destacó la importancia de la vinculación entre las disciplinas: “Con esa intención, con esa idea, con esa mentalidad estamos trabajando. No podemos hacerlo todo en un grupo de académicos, hay que apoyarnos con otras disciplinas para lograr un proyecto”.

Microscopio de florescencia: bueno, bonito y barato

En los días que Luis Beltrán y Héctor Hugo Cerecedo hablaban sobre el microscopio de florescencia, Carlos Roberto Jácome se acercó al Laboratorio de Óptica para expresar su interés en desarrollar su tesis con esta área de la física como tema central.

         Fue así como recibió la propuesta de construir un microscopio de florescencia, cuya principal intención es servir en investigaciones médicas y biológicas.

         El proyecto de investigación para que Carlos Roberto obtuviera el grado de Licenciado en Física se intituló “Construcción de un microscopio de florescencia con elementos optomecánicos mínimos”.

         El instrumento óptico cumple con los propósitos iniciales: es mucho más económico, tiene filtros de calidad científica y utiliza luz de un led que da ventajas sobre la irradiación de las muestras, lo cual permite tener mejor calidad de las imágenes.

         Además, presenta una innovación tecnológica: se puede mover sobre la muestra que se estudia, lo cual es una gran ventaja técnica para la comunidad científica. Al respecto, los profesores-investigadores explicaron que para tener un microscopio con tales características se requiere de una plataforma que cuesta alrededor de 10 mil dólares.

No obstante, en el microscopio construido por Carlos Roberto, la parte óptica se mueve de manera íntegra sobre la muestra con un micromanipulador que cuesta 800 dólares, es decir, hace la misma función con herramientas mucho más compactas y accesibles económicamente, eso no impide que sea fácil de utilizar.

         Beltrán Parrazal y Cerecedo Núñez subrayaron que también se logró otro de los propósitos iniciales: se trata de un aparato modificable en atención a las necesidades de las investigaciones científicas.

Físico que contribuyó al desarrollo de investigaciones biológicas

Carlos Roberto expresó su satisfacción con este logro, producto de la combinación de disciplinas. A manera de ilustrar su vivencia dijo: “Tuve que estudiar conceptos de biología que quizás alguna vez vi, pero ya se me habían olvidado”.

Para él, lo más importante de este proyecto científico es que entendió cómo se pueden relacionar las diferentes áreas y cómo se puede involucrar la física con otras áreas. “Me pareció muy importante la vinculación”, enfatizó feliz.

         También detalló los tres objetivos específicos del proyecto que desarrolló: la empresa con la cual adquirieron las piezas les proporcionó un programa de cómputo 3D para virtualmente diseñar y ensamblar el microscopio; probaron el correcto funcionamiento del aparato óptico usando un tinte para teñir las mitocondrias, el cual da la propiedad de florescencia, y adquirieron imágenes para calcular parámetros físicos.

         Su hipótesis fue que era posible adquirir imágenes de alta calidad de una mitocondria con un microscopio de florescencia con elementos optomecánicos mínimos, la cual fue confirmada.