I ricercatori dell'Università di Nottingham hanno sviluppato una tecnica rivoluzionaria che utilizza il suono anziché la luce per vedere all'interno delle cellule vive, con potenziale applicazione nei trapianti di cellule staminali e nella diagnosi del cancro.

La nuova tecnica a ultrasuoni su scala nanometrica utilizza lunghezze d'onda del suono più corte di quelle ottiche e potrebbe persino rivaleggiare con le tecniche di super risoluzione ottica che hanno vinto il Premio Nobel per la Chimica nel 2014.

Questo nuovo tipo di imaging fononico sub-ottico (suono) fornisce preziose informazioni sulla struttura, proprietà meccaniche e comportamento delle singole cellule viventi su una scala mai raggiunta prima.

Ricercatori del gruppo di Ottica e Fotonica della Facoltà di Ingegneria, Università di Nottingham, sono dietro la scoperta, che è pubblicato nel documento "Imaging 3-D ad alta risoluzione di cellule viventi con fononi di lunghezza d'onda sub-ottica" sulla rivista Rapporti scientifici .

"Le persone hanno più familiarità con gli ultrasuoni come un modo per guardare all'interno del corpo, nei termini più semplici l'abbiamo progettato al punto in cui può guardare all'interno di una singola cellula. Nottingham è attualmente l'unico posto al mondo con questa capacità, " ha detto il professor Matt Clark, che ha contribuito allo studio.

Nella microscopia ottica convenzionale, che utilizza la luce (fotoni), la dimensione dell'oggetto più piccolo che puoi vedere (o la risoluzione) è limitata dalla lunghezza d'onda.

Per i campioni biologici, la lunghezza d'onda non può essere inferiore a quella della luce blu perché l'energia trasportata dai fotoni della luce nell'ultravioletto (e nelle lunghezze d'onda più corte) è così alta che può distruggere i legami che tengono insieme le molecole biologiche danneggiando le cellule.

L'imaging ottico a super-risoluzione ha anche limiti distinti negli studi biologici. Questo perché i coloranti fluorescenti che utilizza sono spesso tossici e richiedono enormi quantità di luce e tempo per osservare e ricostruire un'immagine dannosa per le cellule.

A differenza della luce, il suono non ha un carico utile ad alta energia. Ciò ha consentito ai ricercatori di Nottingham di utilizzare lunghezze d'onda più piccole e vedere cose più piccole e raggiungere risoluzioni più elevate senza danneggiare la biologia cellulare.

"Una cosa grandiosa è che, come gli ultrasuoni sul corpo, gli ultrasuoni nelle cellule non causano danni e non richiedono sostanze chimiche tossiche per funzionare. Per questo motivo possiamo vedere all'interno delle cellule che un giorno potrebbero essere reinserite nel corpo, ad esempio come trapianti di cellule staminali, " aggiunge il professor Clark.