Microscop¨ªa F¨ªsicos espa?oles desarrollan, construyen y venden un microscopio de proximidad

El Laboratorio de Nuevas Microscop¨ªas del Departamento de F¨ªsica de la Materia Condensada (Universidad Aut¨®noma de Madrid), dirigido por Arturo M. Bar¨®, ha desarrollado un microscopio de proximidad, bautizado como Bermad 2000, y lo est¨¢ vendiendo a centros de investigaci¨®n espa?oles y extranjeros. Se trata de un microscopio de fuerzas at¨®micas que permite ver c¨®mo se adhiere una prote¨ªna a una mol¨¦cula de ADN, investigar las se?ales magn¨¦ticas en un disco de ordenador, hacer microfotograf¨ªas de acero o sacar primeros planos de c¨¦lulas cancerosas.

El microscopio de fuerzas at¨®micas (AFM, en sus siglas en ingl¨¦s) est¨¢ basado en la nanotecnolog¨ªa y puede funcionar por contacto, tocando la pieza, o por proximidad. Por contacto es ¨²til para aquellas muestras que no se rompen o rasgan, como metales. Sin embargo, las muestras biol¨®gicas no pueden ser tocadas sin romperse, por lo que el microscopio se acerca tanto como para que las fuerzas entre la muestra y la punta determinen la forma de la muestra.La imagen se obtiene por la interacci¨®n entre la punta, el dedo palpador hipersensible, y la muestra. El sistema consiste en una punta, como si fuera la punta de un comp¨¢s, que mide entre dos y 20 nan¨®metros (un nan¨®metro es igual a 0,000001 mil¨ªmetros). Esta punta se coloca en una superficie a la que la muestra se acerca, siempre a estas distancias microinfinitesimales.

La atracci¨®n o repulsi¨®n que la muestra ejerce sobre la punta es medida con ayuda de un laser. La muestra va movi¨¦ndose de derecha a izquierda y, como resultado, la punta hace un barrido que acaba recorriendo toda su superficie. Un programa de ordenador, cuyo desarrollo se ha hecho parcialmente en el mismo departamento de la UAM, elabora con los datos obtenidos una imagen tridimensional del objeto estudiado.

No destructivo

Entre las ventajas de este microscopio, Bar¨® se?ala: "Es un instrumento con una gran versatilidad, que posee como cualidades positivas su alta resoluci¨®n, el car¨¢cter no destructivo de la interacci¨®n con la muestra, la posibilidad de trabajar al aire ambiente o en atm¨®sfera controlada, por lo que no precisa condiciones de vac¨ªo, lo que permite trabajar en medio l¨ªquido. Este ¨²ltimo aspecto es especialmente destacable para su aplicaci¨®n al estudio de material biol¨®gico en su medio natural".

La idea vino cuando Bar¨® pas¨® una temporada, en 1983- 1984, en el centro de investigaci¨®n de IBM en Z¨²rich (Suiza), donde los investigadores Gerd Binnig y Heinrich R?hrer estaban desarrollando instrumentos con nanotecnolog¨ªa. "El conocimiento de la t¨¦cnica", afirma el investigador espa?ol, "nos permiti¨® dar el paso decisivo para implicarnos en el desarrollo instrumental, que fue la construcci¨®n de una electr¨®nica digital propia. Era una necesidad del laboratorio para poder realizar las funciones necesarias en un laboratorio de investigaci¨®n, donde se precisan trabajos originales y competitivos frente a otros colegas. Posteriormente, y como continuaci¨®n natural, decidimos desarrollar un microscopio de fuerzas propio que fuera de f¨¢cil manejo y altas prestaciones, y que estuviera dotado de todas las capacidades operacionales y funcionales que actualmente posee este microscopio".

Durante 10 a?os se dise?aron y probaron diversos desarrollos, hasta que se fabric¨® un prototipo en 1996. Desde entonces, y por el sistema del boca a boca entre los usuarios satisfechos, el equipo de Bar¨®, en el que tambi¨¦n est¨¢n los investigadores Jaime Colchero, Julio G¨®mez Herrero y Jos¨¦ Mar¨ªa G¨®mez Rodr¨ªguez, fabrica y vende estos microscopios, bien completos o bien s¨®lo la electr¨®nica. En Espa?a venden a trav¨¦s de la Fundaci¨®n General de la UAM, mientras que las ventas en el extranjero las hace una empresa alemana.

Diez en Espa?a

Desde 1996 han vendido una decena de microscopios para instituciones espa?olas, como el Centro Nacional de Biotecnolog¨ªa, el Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra, la Universidad Aut¨®noma de Barcelona o la Universidad Complutense de Madrid. Fuera de Espa?a han vendido otros 10 microscopios; entre otros, a la Universidad Humboldt de Berl¨ªn, a diferentes centros del CNRS franc¨¦s y al Sincrotr¨®n Europeo en Grenoble (Francia) y la Universidad de Purdue, en EE UU.

"Empleamos unos tres meses desde que recibimos el pedido hasta que lo tenemos, y podemos hacer unos diez por a?o", dice Bar¨®. Los microscopios cuestan unos nueve millones de pesetas, y podr¨ªan hacerse m¨¢s, pero, afirma, "el sistema universitario espa?ol no estimula que se hagan este tipo de cosas. En general, las universidades no est¨¢n preparadas para dar salida comercial a los resultados de la investigaci¨®n, y eso nos complica un poco. Todo el mundo est¨¢ de acuerdo en que esta transferencia es necesaria y la sociedad lo demanda, pero, como dice el refr¨¢n, del dicho al hecho hay un gran trecho. Desde las instituciones p¨²blicas, y en particular desde la Universidad, deber¨ªa haber incentivos para hacer peque?as compa?¨ªas que dieran salida a estos desarrollos".

Distintas formas de ver

Desde que, en 1590, Janssen desarroll¨® el primer microscopio, las t¨¦cnicas para ver lo m¨¢s peque?o han cambiado mucho. Hasta el primer tercio del siglo XX, los ¨²nicos microscopios eran los ¨®pticos; es decir, aqu¨¦llos en los que unas lentes aumentan el tama?o de la muestra. En 1937, Ernst Ruska y Max Knoll, f¨ªsicos alemanes, construyeron el primer microscopio electr¨®nico. James Hillier consigui¨® pasar de los 2.000 aumentos del mejor microscopio ¨®ptico hasta los 7.000, gracias al microscopio electr¨®nico, que forma una imagen de la muestra despu¨¦s de bombardearla con electrones. Estos ingenios aumentan ahora hasta dos millones de veces la muestra.

Gerd Binnig y Heinrich R?hrer consiguieron en 1981 el microscopio de efecto t¨²nel, que permit¨ªa, por primera vez, ver ¨¢tomos. En 1985 desarrollaron los microscopios de fuerzas at¨®micas, en cuyo principio se basa el Bermad 2000. Binnig y R?hrer recibieron en 1986, junto a Ruska, el Premio Nobel.