Manipolazioni in miniatura per cellule biologiche
Il microscopio a interazione atomica (AFM) è un potente strumento per determinare la topografia di superficie di campioni biologici come coni di crescita neurali e cellule vive confluenti. Oltre a fornire informazione morfologica in condizioni fisiologiche e durante i processi biologici, ha schiuso entusiasmanti possibilità di analizzare le proprietà funzionali e strutturali di biomolecole a livello submolecolare. Diversamente dai microscopi tradizionali, quello a interazione atomica funziona misurando le forze d'attrazione e repulsione in risposta alle quali la punta affilata posta all'estremità del cantilever a microscala si flette a mano a mano che si sposta sulla superficie del campione. Le convenzionali piattaforme di micromanipolazione si basano su sistemi robotici relativamente stazionari, garantendo alta precisione e ripetibilità. Esse tuttavia offrono una flessibilità relativa, che è richiesta per una varietà di esperimenti con la stessa configurazione di manipolazione. Nel quadro del progetto europeo di ricerca MICRON, è stato sviluppato un cluster di microrobot del tutto autonomi, grandi appena un centimetro cubo, che formano la base di una piattaforma flessibile di micromanipolazione. Il sensore AFM è stato fissato al comando rotazionale dei robot, un comando piezoelettrico multistrato. Esso consente il movimento in tre direzioni ortogonali e il comando della posizione della punta dell'AFM, nella gamma di nanometri. L'energia alimentata per lo spostamento del microrobot è stata usata per eseguire compiti di manipolazione simultanei e test sulle proprietà meccaniche di cellule vive, ottenendo una drastica riduzione di consumo di potenza. Inoltre l'estremità di un cantilever in commercio è stata affilata per farne uno pseudoago lungo circa 1,5 μm. Questo consente alla sonda d'esaminare sistemi biologici complessi in un dettaglio maggiore delle punte standard. La futura attività di ricerca del gruppo SIC (Sistemes d'Instrumentació i Comunicacions) dell'università di Barcellona sarà concentrata su cellule vive in ambiente controllato e sterile. L'ulteriore sviluppo del sistema e il perfezionamento del sistema microrobotico mirano a sviluppare un prezioso strumento di laboratorio per la biologia strutturale, e magari per applicazioni industriali.
