La linterna más pequeña del mundo

Un punto de luz capaz de iluminar una diminuta bacteria, sin hacerle ningún daño, y mostrarla con una nitidez asombrosa, como si un enorme foco se dirigiera hacia ella. La nanolinterna desarrollada por dos investigadores del Instituto de Ciencias Fotónicas de Barcelona (ICFO) ha logrado romper las leyes de la física para acercar al ojo humano aquello que, hasta ahora, era demasiado pequeño.

Se trata de un dispositivo que permite trabajar con objetos 100 veces más pequeños que los que se podían ver hasta ahora (la millonésima parte de un metro) porque concentra la luz 1.000 veces más que las técnicas actuales. Ello abre infinitas posibilidades en el campo de la biotecnología y la medicina.
Esta diminuta linterna de luz ultraconcentrada se ha conseguido gracias a una microscópica antena, casi idéntica a las que hay en los tejados. La forman dos pequeñísimas barras de oro que absorben la luz de un láser y la concentran en un punto hasta que llega a ser un foco nanométrico. Su radiación es tan intensa que puede interactuar con las moléculas con una eficiencia que no tiene precedentes.
El físico francés Romani Quidant y su colega Niek van Hulst son los artífices del invento, en el que han aprovechado una propiedad física: la resonancia de plasmón, un fenómeno que se produce al tener lugar la infracción de la luz con partículas metálicas.
Quidant, que está en un congreso en Italia para presentar su trabajo, explica cómo esta técnica ha logrado evitar la Ley de la Difracción, que hasta ahora ha limitado el desarrollo de la óptica. «Esta ley indica que se puede concentrar la luz hasta un punto, pero que hay un límite en el tamaño mínimo. Nosotros hemos buscado un truco, utilizando una antena para superar ese límite que marca la Física. Se trataba de demostrar que se pueden usar nanoantenas», explica vía telefónica desde Roma.
Una de las grandes utilidades de su invento, que está camino de ser patentado, es el desarrollo de unas pinzas ópticas de gran precisión. Este tipo de pinzas utilizan concentraciones de luz para atrapar objetos, como pueden ser células o bacterias. Hasta ahora, el problema era que cuando el tamaño era demasiado pequeño no podían utilizarse y, además, causaban daños en los organismos vivos.
Sin embargo, ambos problemas se solucionan con la técnica de los investigadores del ICFO. Su nanolinterna ofrece un punto tan concentrado de luz que se pueden agarrar pelotillas de poliestireno de 200 nanometros, 10 veces más pequeñas que con las pinzas convencionales.
También han experimentado cogiendo bacterias 'Escherichia coli' (de la diarrea) y han comprobado que la luz no les causa daño alguno. «La célula se siente atraída por la luz del foco de láser. Ahora se pueden atrapar, observar y analizar sin afectarlas, como si fueran un paciente en una camilla, pero de 200 nanometros de tamaño», explica Quidant.
Contra el cáncer
Casi todas las aplicaciones en las que piensan los investigadores para su minilinterna tienen que ver con la biología. En estos momentos, trabajan con científicos de esta área para usarla en la diagnosis del cáncer. El objetivo es encontrar un diagnóstico más preciso que sea capaz de detectar la enfermedad en un estado muy inicial en los organismos. «Una vez atrapadas con nuestro foco, se trataría de detectar el estado de las células que están enfermas», señala Quidant. Y también podría usarse para detectar tóxicos en los alimentos.
Quidant, de 33 años, ha pasado los últimos tres en el desarrollo de este invento, que fue publicado en Nature y Physical Review Letters. Tras terminar su tesis, el joven francés aterrizó en el ICFO después de rechazar ofertas de varios países europeos. «Quería montar un proyecto competitivo y aquí lo he conseguido», asegura.





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