Manipuladores en miniatura para células biológicas
El microscopio de fuerza atómica (MFA) es un potente instrumento que permite determinar la topografía de superficie de muestras biológicas como los conos de crecimiento neuronal y las células vivas confluentes. Además de proporcionar información morfológica en condiciones fisiológicas y durante procesos biológicos, ha abierto posibilidades excitantes para el análisis de las propiedades estructurales y funcionales de las biomoléculas a nivel submolecular. A diferencia de los microscopios tradicionales, el MFA funciona midiendo las fuerzas atractivas y repulsivas en respuesta a las cuales la afilada punta de un fleje microscópico (cantilever) se flexiona al moverse sobre la superficie de la muestra. Las plataformas de micromanipulación convencionales se basan en sistemas robóticos relativamente estacionarios, lo que garantiza una gran precisión y repetibilidad. Sin embargo, a menudo ofrecen una flexibilidad relativamente reducida, algo que es necesario para diversos experimentos con la misma configuración de manipulación. En el proyecto de investigación europeo MICRON, se desarrolló un grupo de microrobots totalmente autonómos, de tan solo un centímetro cúbico de tamaño, para formar la base de una plataforma de micromanipulación flexible. El sensor AFM se fijó en el actuador rotativo de los robots, un actuador piezoeléctrico multicapa. Permite moverse en tres direcciones ortogonales y controlar la posición de la punta del AFM en escala nanométrica. Se empleó la energía suministrada para el desplazamiento del microrobot para llevar a cabo tareas de manipulación simultáneas y pruebas de las propiedades mecánicas de las células vivas, logrando una gran reducción del consumo energético. Asimismo, se afiló la punta de un fleje, que está disponible en el mercado, hasta alcanzar una protrusión similar a la de una aguja de aproximadamente 1,5 μm de longitud. De este modo, con la sonda se pueden examinar sistemas biológicos complejos con más detalle que con puntas normales. La actividad de investigación en el futuro del grupo SIC (Sistemes d'Instrumentació i Comunicacions) de la Universidad de Barcelona se centrará en células vivas en un entorno controlado y esterilizado. El ulterior desarrollo del sistema y el refinamiento del sistema microrobótico tienen como objetivo desarrollar una valiosa herramienta de laboratorio de biología estructural y, eventualmente, aplicaciones industriales.
