Con motivo de la Semana de la Ciencia 2012, desde el laboratorio de Nanomanipulación Óptica del IMDEA Nanociencia y del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC, Elías Herrero Galán y Ricardo Arias González van a retransmitir vía Twitter (@CNB_CSIC) un experimeto: la captura y manipulación de células en un dispositivo de pinzas ópticas.
La técnica de pinzas ópticas permite la captura y manipulación de partículas desde unos pocos nanómetros a centenas de micras. Mediante la aplicación de campos electromagnéticos, estas partículas no solo se pueden mover, sino que es posible medir pequeños desplazamientos en el rango de los nanómetros y fuerzas aplicadas sobre ellas en la escala de los piconewtons.
En el Laboratorio de Nanomanipulación Óptica del IMDEA Nanociencia y del Centro Nacional de Biotecnología disponemos de un dispositivo capaz de manipular materia de esas características mediante la cofocalización de dos haces láser de igual intensidad que generan una trampa óptica simétrica.
Con el fin de comprobar si podemos emplear este aparato para realizar experimentos con células vivas, intentaremos fluir células, tanto eucariotas como procariotas, para estudiar cómo se comportan en presencia de estos campos electromagnéticos y determinar si es posible atraparlas y manipularlas sin comprometer su integridad.
El próximo miércoles día 14 de noviembre, iremos retransmitiendo el experimento en la cuenta de twitter del CNB.
Acabamos de llegar al laboratorio. Lo primero que tenemos que hacer es encender las pinzas ópticas twitter.com/CNB_CSIC/statu…
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012Mientras se estabiliza la temperatura de los láseres montamos la cámara de fluidos, en la que introducimos las células twitter.com/CNB_CSIC/statu…
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012La cámara de fluidos son dos láminas adherentes silueteadas con la forma de los canales y selladas entre dos cubres twitter.com/CNB_CSIC/statu…
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012La cámara de fluidos también dispone de dos tubos conectores entre canales y una micropipeta que llega al canal central twitter.com/CNB_CSIC/statu…
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012Colocamos la cámara entre los objetivos, fluimos tampón y alineamos dos láseres para maximizar la potencia de la trampa twitter.com/CNB_CSIC/statu…
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012Ya estamos listos para empezar a fluir células y tratar de atraparlas bit.ly/XEqYNT
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012Empezaremos por células eucariotas, que al ser más grandes resultarán más sencillas de encontrar y de atrapar bit.ly/XEqYNT
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012Disponemos de células COS-7 en cultivo, que resuspendemos y diluimos antes de fluir en la cámara de las pinzas twitter.com/CNB_CSIC/statu…
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012A través de una jeringa conectada a tubos de polietileno, fluimos las células en su medio de cultivo por el canal superior…
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012…y esperamos que lleguen al canal central a través de uno de los tubos conectores.
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012Parece que no llega ninguna célula a la zona de captura. Quizás son demasiado grandes para el diámetro del tubo...
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012Vamos a probar a fluirlas directamente por el canal central, pero diluiremos un poco más para evitar tener demasiadas twitter.com/CNB_CSIC/statu…
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012Parece que ahora sí llegan. ¡Aquí tenemos una! Tiene un diámetro de unas diez micras twitter.com/CNB_CSIC/statu…
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012¡La acercamos a la trampa óptica y se atrapa! Parece que lo hace a través del núcleo, que es la zona de mayor densidad twitter.com/CNB_CSIC/statu…
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012No se observan efectos negativos visibles en la célula después de un tiempo en la trampa, aunque es imposible saber qué pasa en su interior
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012La soltamos y la volvemos a atrapar sin aparente daño
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012Ahora vamos a tratar de arrastrarla hasta la pipeta twitter.com/CNB_CSIC/statu…
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012Hemos podido traerla hasta la pipeta sin dificultad. Veamos si somos capaces de succionarla...
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012Perfecto. La célula ha quedado inmovilizada en la pipeta sin problemas y sin sufrir deformación de su membrana twitter.com/CNB_CSIC/statu…
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012Con la célula inmovilizada en la pipeta ahora podríamos aproximarle sustratos con la trampa y estudiar su comportamiento mecánico
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012Veamos ahora qué sucede con células procariotas, más pequeñas. Pero primero hay que fluir agua en la cámara para limpiarla
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012La celda está lista para un nuevo experimento, pero antes vamos a hacer una pausa para comer. Nos vemos en media hora twitter.com/CNB_CSIC/statu…
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012De vuelta a las pinzas twitter.com/CNB_CSIC/statu…
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012Disponemos de un cultivo en medio líquido de Escherichia coli, que diluiremos como hemos hecho antes para las COS-7 twitter.com/CNB_CSIC/statu…
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012Fluimos ahora las bacterias directamente por el canal central
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012Aquí llega una. Le aproximamos la trampa… ¡y la atrapamos sin problemas! bit.ly/UGpmgt
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012En este caso, la bacteria se orienta en la dirección de propagación del láser, como si cada haz atrapara un extremo twitter.com/CNB_CSIC/statu…
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012¡Vaya! La bacteria es demasiado pequeña para succionarla con la pipeta, pero ¿podremos orientarla desplazando un haz con respecto del otro?
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012Lentamente, desplazamos un haz láser lateralmente… ¡y vemos cómo la bacteria se orienta en esa dirección! twitter.com/CNB_CSIC/statu…
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012Podemos orientar la bacteria a nuestro antojo tanto en vertical como en horizontal desplazando el láser twitter.com/CNB_CSIC/statu…
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012Tampoco se observa ningún daño aparente en la bacteria tras un tiempo en la trampa
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012Interesantes resultados... Ahora toca repetirlos durante la tarde con diferentes células para ver si se reproduce el mismo comportamiento
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012Es todo. Esperamos que os haya resultado interesante. Nosotros, a seguir trabajando
— CNB (@CNB_CSIC) noviembre 14, 2012