Un nuovo dispositivo per la rilevazione di singole molecole Una maggiore comprensione del comportamento delle singole molecole nei sistemi biologici avrebbe conseguenze significative per l'assistenza sanitaria, aprendo nuove strade di intervento. Un consorzio europeo sta lavorando in tal senso, attraverso lo sviluppo di nuovi dispositivi ad alta risoluzione in grado di favorire la rilevazione di singole molecole. Salute © Thinkstock La rilevazione e la caratterizzazione di singole molecole faciliterebbe la ricerca di processi biologici fondamentali, consentendo di recuperare informazioni strutturali sulle proteine di membrana. Inoltre, potrebbe migliorare la diagnosi di molte malattie, compreso il cancro. Per ottenere tali risultati, gli scienziati del progetto SMD ("Single or few molecules detection by combined enhanced spectroscopies"), finanziato dall'UE, hanno proposto di confinare un campo elettromagnetico in una porzione di spazio estremamente piccola, onde fornire una mappatura chimica sensibile a livello di nanoscala. A tal fine, hanno studiato le proprietà dei polaritoni plasmonici di superficie (SPP), che essenzialmente sono onde elettromagnetiche che si creano quando particelle di luce (denominate anche fotoni) interferiscono con plasmoni metallici, in condizioni opportune. L'idea consisteva nel far confluire diverse tecniche di spettroscopia sperimentale in un unico dispositivo, in modo da ottenere una caratterizzazione chimica priva di etichetta a livello di singole molecole. Il sistema scaturito da tale idea unisce la tecnologia di un microscopio a forza atomica o una pinzetta ottica con la spettroscopia ottica e ha consentito di misurare in modo simultaneo e dinamico forza e Raman, SERS, infrarossi o terahertz. La risoluzione spaziale realizzata ha ottenuto un livello basso mai raggiunto prima, compreso in 10 nanometri o meno. Accanto all'ottimizzazione dei componenti, gli scienziati hanno sintetizzato un array di nanosonde basate su coniugati di proteina o DNA con ioni metallici, i quali sono stati testati per ottenere informazioni strutturali e per caratterizzare le variazioni di conformazione della proteina trasmembrana di fotorecettore nel canale ionico regolato da nucleotidi ciclici. Inoltre, sfruttando le proteine del dominio BRCT come molecole sonda, i ricercatori sono riusciti a distinguere il tipo selvatico dai peptidi mutati. Riuscendo a combinare metodologie di caratterizzazione ottica e meccanica (spettroscopica) in un unico dispositivo, l'iniziativa SMD ha risolto un notevole problema tecnologico. La spettroscopia di singole molecole potrebbe migliorare la sensibilità della diagnosi e aprire nuove strade per le aziende farmaceutiche e i settori che si occupano di assistenza sanitaria.
