Un significativo passo avanti nella microscopia consente ora di osservare in 3D l’interno delle cellule senza comprometterne l’integrità. Questo traguardo è stato raggiunto grazie alla ricerca internazionale guidata dall’italiano Carlo Bevilacqua, del Laboratorio Europeo di Biologia Molecolare (Embl) di Heidelberg, e pubblicata sulla prestigiosa rivista Nature Photonics. Il nuovo strumento rappresenta un’evoluzione di un microscopio sviluppato nel 2022, ora migliorato al punto da poter catturare immagini con una risoluzione fino a 10.000 pixel.
Il limite dei microscopi tradizionali
Uno dei problemi principali nella microscopia convenzionale è il danneggiamento dei campioni biologici dovuto all’uso della luce per l’osservazione. L’intensa illuminazione necessaria per visualizzare i dettagli microscopici può alterare o distruggere le strutture cellulari, compromettendo la qualità delle analisi. Questa difficoltà è particolarmente evidente nello studio di organismi vivi, dove l’esposizione prolungata alla luce rischia di modificarne il comportamento naturale o persino causarne la morte.
La tecnologia Brillouin: il segreto del nuovo microscopio
Il nuovo microscopio supera questo limite sfruttando una tecnica basata sulla diffusione Brillouin, un principio fisico scoperto oltre un secolo fa dal francese Léon Brillouin. Questa tecnologia permette di visualizzare i processi biologici all’interno delle cellule monitorando le minuscole oscillazioni di temperatura presenti nei campioni. A differenza dei metodi tradizionali, questa tecnica riduce drasticamente l’intensità luminosa necessaria, evitando così danni ai tessuti osservati.
L’ostacolo principale all’applicazione di questa metodologia è sempre stato il livello di sensibilità richiesto dai sensori. Solo nel 2022, i ricercatori dell’Embl sono riusciti a sviluppare strumenti capaci di rilevare le minuscole variazioni necessarie per questa forma di microscopia. Tuttavia, le immagini ottenute fino a quel momento erano limitate a poche unità di pixel, impedendo una visione d’insieme dettagliata.
Un salto di qualità: immagini più nitide e visione tridimensionale
Grazie ai progressi degli ultimi anni, il microscopio ha raggiunto una risoluzione senza precedenti. “Siamo passati dalla possibilità di osservare un solo pixel alla volta a una linea di 100 pixel, fino a ottenere oggi un’intera immagine di circa 10.000 pixel”, ha spiegato Bevilacqua. Questo significativo miglioramento consente ora di ottenere immagini tridimensionali, aprendo nuove prospettive nello studio dei campioni biologici vivi.
L’introduzione di questa tecnologia basata sulla diffusione Brillouin segna un nuovo capitolo nelle scienze della vita. Robert Prevedel, anch’egli ricercatore presso l’Embl, ha sottolineato l’importanza del progresso: “Ci auguriamo che questa innovazione, con un’intensità luminosa estremamente ridotta, rappresenti una nuova finestra per l’esplorazione biologica”.
