Microscopio submarino

C¨®mo observar con facilidad la vida marina min¨²scula sin tener que extraer los microorganismos de su h¨¢bitat natural es un problema que se han propuesto solucionar especialista de una universidad canadiense. Tienen ya un dispositivo, que llaman microscopio hologr¨¢fico sumergible, que permite formar im¨¢genes en tres dimensiones de los microorganismos del zooplancton y otros organismos marinos hasta los 100 metros de profundidad.

Los cient¨ªficos, de la universidad Dalhousie (Halifax) se han basado en los hologramas inventados por Denis Gabor: la luz de un l¨¢ser se enfoca sobre un peque?o agujero que act¨²a como una fuente puntual de luz si el tama?o del agujero es comparable a la longitud de onda de la luz. Las ondas esf¨¦ricas que emanan del agujero iluminan una muestra de agua marina. Las ondas dispersadas por los objetos presentes en el agua se combinan en el chip CCD de una c¨¢mara electr¨®nica con las de referencia para formar un patr¨®n de interferencia digital (holograma). Estos hologramas se tratan luego por ordenador para proporcionar im¨¢genes de los objetos.

Si de por s¨ª este tipo de aparatos es extraordinariamente complicado de dise?ar y construir, adem¨¢s, los investigadores lograron construirlo de forma que los dos elementos -el l¨¢ser y la c¨¢mara- est¨¦n en compartimentos estancos distintos con el espacio a observar entre los dos.

Una de las dificultades, explica el Instituto Americano de F¨ªsica, fue obtener cristales de calidad ¨®ptica para los contenedores, lo suficientemente finos para poder obtener im¨¢genes de alta resoluci¨®n, pero tambi¨¦n lo suficientemente gruesos para resistir la presi¨®n del agua. Este nuevo microscopio sumergible puede tambi¨¦n registrar las trayectorias de los organismos en cada muestra volum¨¦trica de agua, de forma que se puedan realizar v¨ªdeos de su forma caracter¨ªstica de nadar.

Se pueden registrar de 7 a 10 hologramas por segundo, cada uno de 1.024 por 1.024 p¨ªxeles. Esto significa que es necesario disponer de un gran ancho de banda para la transmisi¨®n de los datos al barco en superficie, lo que se ha conseguido con cables Ethernet estancos.

El nuevo microscopio, afirman los autores de su dise?o y construcci¨®n en la revista Review of Scientific Instruments, es mucho m¨¢s simple, tiene una mayor resoluci¨®n y es mucho menos pesado que los existentes hasta el momento. Jorge Garcia-Sucerquia, Wenbo Xu, Stephan K. Jericho, Peter Klages, Manfred H. Jericho, and Hans J¨¹rgen Kreuzer recuerdan que los microscopios anteriores necesitaban grandes barcos para utilizarlos y filmaban en pel¨ªcula, lo que s¨®lo permit¨ªa obtener un peque?o n¨²mero de hologramas. El prototipo ahora probado pesa 20 kilogramos y puede registrar miles de hologramas en pocos minutos, lo que permite capturar los movimientos de los organismos acu¨¢ticos.