Nanopinzas ¨®pticas que baten el r¨¦cord mundial

Investigadores del Instituto de Ciencias Fot¨®nicas (ICFO) de Barcelona han hecho p¨²blico en la revista Nature Physics un experimento en el cual consiguen atrapar con luz part¨ªculas de tan s¨®lo 50 nan¨®metros (milmillon¨¦simas de metro). Hasta ahora objetos tan peque?os (del mismo tama?o de un virus) no se pod¨ªan agarrar. Para conseguir el mismo resultado con los medios hasta ahora disponibles, hubiera sido necesario aplicar una fuerza 10 veces mayor que destrozar¨ªa objetos tan peque?os. El resultado del ICFO, posible gracias al apoyo de la Fundaci¨® Cellex Barcelona, informa el instituto, abre la puerta a manipular mol¨¦culas y microorganismos sin da?arlos.

"Agarrar con palillos un trocito de sushi sin desmontarlo no es f¨¢cil", bromea Romain Quidant, l¨ªder del grupo que ha conseguido el resultado. "Imag¨ªnense la dificultad de hacerlo con objetos millones de veces m¨¢s peque?os y con palillos hechos de luz", a?ade. En efecto, la herramienta utilizada por el equipo del ICFO es una pinza ¨®ptica. Este sistema utiliza una propiedad singular de los haces de luz enfocados: su capacidad de atrapar part¨ªculas muy peque?as.

Desde su invenci¨®n, en los setenta, las pinzas ¨®pticas han logrado agarrar objetos cada vez menores. Cuanto m¨¢s enfocada la luz, menor la magnitud de la part¨ªcula atrapada. Recientemente, este proceso se ha encontrado con una barrera: la f¨ªsica prev¨¦ que la luz no se puede enfocar m¨¢s all¨¢ del llamado l¨ªmite de difracci¨®n. Para la luz normal, este l¨ªmite est¨¢ entre 500 y 1.000 nan¨®metros.

Sin embargo, los cient¨ªficos han dise?ado distintas estrategias para sortear este problema. El a?o pasado, el equipo de Quidant fabric¨® una nanopinza capaz de atrapar una bacteria de tan solo 1 micra, sin da?arla, pero los investigadores no se han parado aqu¨ª. Objetos como virus, prote¨ªnas o cadenas de ADN son a¨²n m¨¢s peque?os y la ¨²nica manera de atraparlos es aumentar la intensidad de la luz enfocada. El problema es que una luz tan intensa quemar¨ªa cualquier part¨ªcula de este tama?o. El equipo de Quidant ha conseguido superar tambi¨¦n esta barrera, reduciendo en 10 veces la intensidad necesaria.

Su nanopinza tiene una particular estructura geom¨¦trica, que consiste de un agujero nanom¨¦trico en una pel¨ªcula met¨¢lica. Cuando esta estructura se ilumina con l¨¢ser, se produce en el agujero un fen¨®meno llamado resonancia de plasm¨®n, que permite atrapar una part¨ªcula que se coloque en su proximidad. "El efecto es parecido a un estira y afloja", explica Quidant. "Cuando la part¨ªcula se encuentra bien colocada en el agujero, la intensidad de luz necesaria para atraparla es muy baja", detalla el investigador, "pero si se aleja, la intensidad sube s¨®lo lo suficiente para volverla a reconducir al centro".

El nuevo sistema se a?ade a la caja de herramientas nanosc¨®picas que se han ido desarrollando en los ¨²ltimos a?os. Estos instrumentos se est¨¢n integrando, por ejemplo, en sensores port¨¢tiles capaces de detectar sustancias dopantes, f¨¢rmacos o precursores tumorales en una muestra tan peque?a como una ¨²nica gota de sangre. Asimismo, las nano-herramientas podr¨ªan constituir las piezas esenciales de todo tipo de circuito nanosc¨®pico.