Infragorriarekin txikienerantz

Uhina perturbazio baten ondorioa da, energia trasmititzeko era bat. Munduan hainbat uhina mota daude. Itsasoko olatuak edo euriak putzuetan eragiten dituenak, esate baterako, uhinak dira.

Mundu mikroskopikoan ere badira uhinak. Argia, adibidez, uhinez osatua dago. Gizakiaren begiak koloreak bereizten ditu, hau da, eremu ikusgaiko uhin-luzera desberdineko uhinak bereizteko gai da. Baina beste uhin-mota asko dago eremu ikusgaitik kanpora. Ikusi ez arren ikertzaileek haiek maneiatzen ikasi dute, eta etekina ateratzen, argi edo uhin infragorriari, esaterako. Gorputz beroek igortzen dituzte uhin infragorriak eta oso tresna berezi batzuetan erabiltzen dira: espektroskopioetan. Espektroskopioa lagin batean dagoen materiala karakterizatzeko, identifikatzeko, erabiltzen da, alegia, zerez osatua dagoen esaten du.

Karakterizazio lan horretarako espektroskopioak hobetuz joan dira ahalik eta lagin txikienekin jarduteko, baina limite batera iritsi dira. Eguzkiaren argia lupa batekin fokatuz kontzentratzen den antzera, lenteen laguntzaz argi infragorria fokatu egiten dute, muga bateraino.

IBAN AMENABAR; CIC-nanoGUNE: Teknika konkretu hau (infragorrien espektroskopia) erabiliko zen milimetroetako laginekin, denborarekin joan ziren geroz eta gehiago fokatzen optika klasiko konbentzionalarekin. Iritsi ziren limite intrinseko batera, limite fisiko batera, 10 mikratik behera ezin zen fokatu.

RAINER HILLENBRAND; CIC-nanoGUNE: Hemen ikusten duzuen hau mikroskopio optiko berezi samar bat da, nanoegiturak ikusteko gai da. Ohiko mikroskopio optikoekin hori ez da posible, arrazoia: difrakzioaren limitea. Ezin dugu ikusi argiaren uhin-luzera baino txikiagoa den nanoegiturarik. Eta normalean nanoegiturak argiaren uhin-luzera baino hamar edo ehun aldiz txikiagoak dira. Horregatik urteak daramagu argiarekin nanoegiturak bistaratzen lagunduko digun teknika mikroskopiko bat garatzen. 

Teknika hori muinean Fourier-en trasformatuaren espektroskopia infragorriaren aldaera bat da, FTIR laburduraz, eta nanometroaren eskalan lan egiten duenez nanoFTIR esaten diote. Eta mikroskopioa eta espektroskopioa da, biak batean.

IBAN AMENABAR; CIC-nanoGUNE: Lagina hemen jartzen dugu. Eta bistaz ezin dugu ia ezer ikusi.

Argi infragorria iturritik fokuraino bideratzen da lente-sistema honen bidez. Mikroskopioaren bihotza orratz txiki-txiki bat da. Orratzaren puntan dago teknikaren bereizmenaren gakoa; izan ere, argia puntara bideratzen da, eta bertan kontzentratu. Hala, mikroskopioaren bereizmena muturraren diametroaren baitan dago: 20-30 nm.

RAINER HILLENBRAND; CIC-nanoGUNE: Printzipioa ondorengoa da: garai bateko disko entzungailuak ekar ditzakegu adibidera, haien antzera orratzak eskaneatu egiten du lagina. Gainazala ukituz joango bagina bezala da, garaiera-profila ateratzen dugu. Horretaz gain, orratzaren puntara argia zuzentzen dugu, eta puntak irrati-antena baten gisara egiten du, argia jaso eta kontzentratu egiten du punta-puntan. Oso zorrotza da, nanometro batzuetakoa, argiaren uhin-luzera baino txikiagoa, hortaz. Horrela argia ikaragarri kontzentratzen dugu, lente batekin egingo bagenu bezala, baina nanometroen eskalan. Bueltan datorren argiarekin eta orratzaren posizioarekin irudi optiko bat lortzen dugu ordenagailuan, orratzaren puntaren neurriaren araberako erresoluzioan.

Kasu honetan, birus bat da pantailan ikusten dena. Duela urte batzuk inor gutxik amestuko zuen birus bakar baten infragorriko espektroskopia neurtzearekin.

Nanoguneko biologoek tresna honetan itxaropen handia jarria dute, izan ere, egitura baten itxura ikusteaz gain konposizioa ere jakin dezakete. Espektroa molekularen hatz-markaren antzekoa da, eta horri esker, egitura osatzen duen molekula edo molekulak identifikatu egiten dira. Beraz, aldi berean bi datu jasotzen dituzte ordenagailuan: laginaren izaerari buruzkoa bat eta egiturari buruzkoa bestea. Hori aurrerapauso handia izango litzateke batez ere proteinen ikerketan.

SIMON POLY; CIC-nanoGUNE: Proteinekin interesatuta gaude, haien hiru dimentsioko egituretan. Izan ere, molekula horien egiturak ematen die funtzioa. Hau da, proteina jakin baten egitura aldatuta funtzioa ere aldatu egiten da. Hortaz, interesgarria da proteina baten egitura ezagutzea, horren arabera duen funtzioa asmatu baitezakezu. Honen guztiaren atzean ideia bat dago, eta da gaixotasun batzuen atzean proteinaren batek ezohiko egitura bat duela, eraldatu egin da eta gorputzarentzat kaltegarri bilakatu da.

Nanobioteknologiako laborategian alzheimerra, behi-eroen gaitza eta parkinsona bezalako gaitz neurologikoen oinarrian dauden proteinak ari dira ikertzen, konfigurazioa aldatua duten proteina batzuk, hain zuzen ere. Alzheimerraren kasuan gaitzaren zabalkundearen giltzetako bat beta-amiloide proteina da: amiloide-plakak osaten ditu, eta garunaren funtzionamendua oztopatu. Pentsa zer izango litzatekeen mikroskopioz proteina bakar bat ikusi ahal izatea.

IBAN AMENABAR; CIC-nanoGUNE: Infragorriko espektroskopia egin ahal izatea erresoluzio txiki honetan da mikroskopio honek eman ditzakeen aplikazioetako bat. Eta une honetan hori garatzen ari naiz, horren sentikortasuna handitu nahian eta geroz eta gauza txikiagoak neurtu nahian, proteina bakar batera ailegatu nahian... Alde batetik da teknika bera garatzea esperimentalki, eta, bestalde, baita ere zer aplikaziotan erabil daitekeen eta nola interpretatu.

Hamar urtez jardun du Rainer Hillenbrand-ek teknika garatzen, Munichen, Alemanian. Hango taldearekin mikroskopioa komertzializatu egin du industria askoren interesekoa izan daitekeelakoan. Orain, Donostian, ikerketari etekina ateratzeko garaia iritsi da.

RAINER HILLENBRAND; CIC-nanoGUNE: Aplikazio berriak garatu nahi ditugu, tresna hau zertarako erabil dezakegun ikusi behar dugu. Azken urteetan teknika garatzen jardun dugu, orain erabili egin nahi dugu.