I ricercatori della Tokai University descrivono in Materiale avanzato come avvolgere il tessuto biologico in un nanofoglio di un particolare materiale organico si traduce in immagini di microscopia di alta qualità. L'applicazione dell'involucro impedisce l'essiccazione del campione, e quindi dal restringersi, consentendo tempi di registrazione delle immagini più grandi.

Per comprendere appieno come funzionano le cellule biologiche, è importante essere in grado di visualizzarli nel loro ambiente, su tempi sufficientemente lunghi e con risoluzione sufficientemente elevata. Però, le configurazioni tipiche per lo studio di un campione di tessuto biologico mediante microscopia ottica non impediscono l'essiccazione del campione, facendolo restringere durante l'osservazione, con conseguente immagini sfocate. Ma ora, un team di ricercatori guidati da Yosuke Okamura della Tokai University, ha scoperto come superare questo problema:avvolgendo il campione in un nanofoglio di fluoropolimero ne preserva il contenuto d'acqua, e la forte adesione del foglio lo rende montabile.

I ricercatori, che si sono ispirati all'uso dell'involucro di plastica per alimenti, ha studiato le proprietà di avvolgimento di un polimero contenente fluoro noto come CYTOP, un materiale rigido ma estensibile e altamente trasparente dal punto di vista ottico. Hanno prima confermato che a causa della sua elevata idrorepellenza, un nanofoglio di CYTOP galleggia sull'acqua, anche dopo aver aggiunto un tensioattivo. Le osservazioni al microscopio elettronico a scansione hanno rivelato che il nanofoglio è piatto e privo di crepe o rughe.

Come primo test di CYTOP come materiale di rivestimento per tessuti biologici, i ricercatori hanno rivestito un campione di alginato-idrogel di forma cilindrica, un biomateriale facilmente formabile, in un nanofoglio CYTOP, e monitorato l'evoluzione del suo contenuto d'acqua. Hanno scoperto che dopo 24 ore, Il 60% del contenuto di acqua originale era ancora presente. (Un campione simile lasciato non avvolto in aria è diventato completamente disidratato dopo circa 10 ore.) Attraverso la sperimentazione con vari spessori, gli scienziati hanno scoperto che la capacità di ritenzione idrica del nanofoglio aumenta proporzionalmente al suo spessore. Hanno concluso che un foglio spesso 133 nm offre un'adesione superficiale sufficiente (necessaria per fissare il campione) e ritenzione idrica.

I ricercatori hanno quindi eseguito esperimenti con un campione biologico reale:fette di cervello di 1 mm di spessore da topi, esibendo una maggiore espressione della proteina fluorescente gialla per scopi di visualizzazione. Senza applicare un involucro CYTOP, evaporazione dell'acqua incorporata causata localmente, ritiro non uniforme del campione, portando a un'immagine sfocata. Avvolgendo le fette di cervello in un nanofoglio CYTOP, però, è possibile ottenere immagini con un'elevata risoluzione spaziale dalla scansione di un'area ampia (più di 750 µm x 750 µm) per un lungo tempo (circa 2 ore).

Gli scienziati hanno notato, però, che per osservazioni su intervalli di tempo più lunghi si verificherà un restringimento. Questo effetto può essere compensato incorporando il campione con agarosio, un materiale gelificante, fornendo una matrice di stabilità, una tecnica già utilizzata per il montaggio di tessuti biologici per le osservazioni al microscopio. La tecnica di wrapping di Okamura e colleghi è ancora in una fase iniziale, ma, come sottolineano i ricercatori, "stabilisce e verifica la superiorità dei supporti per avvolgimento di nanofogli per l'imaging dei tessuti".