LA MICROMANIPULACIÓN ÓPTICA NO ES CIENCIA-FICCIÓN

Resumen

LA POSIBILIDAD DE ATRAPAR Y MANIPULAR OBJETOS POR MEDIO DE LA LUZ NO ES COSA DE CIENCIA FICCIÓN, SINO UNA REALIDAD DESDE HACE UNA PAR DE DÉCADAS.ÁREAS COMO INGENIERÍA GENÉTICA Y MICROCIRUGÍA SON SÓLO ALGUNOS EJEMPLOS EN QUE ESTAS TÉCNICAS NO INVASIVAS SE UTILIZAN DE MANERA RUTINARIA. EN LA CONFERENCIA "NUEVAS TENDENCIAS EN MICRO-MANIPULACIÓN ÀPTICA", KAREN VOLKE SEPÚLVEDA, DEL INSTITUTO DE FÍSICA (IF), EXPLICÓ QUE EN BIOLOGÍA MOLECULAR Y BIOTECNOLOGÍA, MEDIANTE HACES DE LUZ ES POSIBLE HACER UNA MANIPULACIÓN CONTROLADA DE ESPECÍMENES IN VIVO, DESDE CÉLULAS (LAS CUALES A PESAR DE ESTAR ATRAPADAS SE REPRODUCEN, SEGÚN SE HA OBSERVADO) HASTA ORGANELOS CELULARES Y CROMOSOMAS. LA CIENTÍFICA, INTEGRANTE DEL GRUPO ÀPTICA CUÁNTICA Y MICROCONTROL ÀPTICO, AÑADIÓ QUE EN MICROCIRUGÍA SE USAN PINZAS ÓPTICAS -O ATRAPAMIENTO TRIDIMENSIONAL- EN COMBINACIÓN CON EL ESCALPELO ÓPTICO (LÁSERES PULSADOS O CONTINUOS DE ALTA FRECUENCIA) QUE PERMITEN PENETRAR LA PARED CELULAR O CORTAR MATERIAL BIOLÓGICO. EN EL AUDITORIO DEL CENTRO DE CIENCIAS APLICADAS Y DESARROLLO TECNOLÓGICO (CCAYDT), AGREGÓ QUE DICHA TÉCNICA SE USA EN MICROTRANSDUCTORES (PARA MEDIR ELASTICIDAD Y ESFUERZOS EN SISTEMAS MICROSCÓPICOS), MICROMÁQUINAS (MOTORES ÓPTICOS Y OPTOMECÁNICOS), ASÍ COMO EN FÍSICA DE COLOIDES (PARA ORDENAR MATERIA O PARTÍCULAS DENTRO DE LOS PATRONES DE LUZ). EN EL IF, REFIRIÓ, SE HA MONTADO UN LABORATORIO DE PINZAS ÀPTICAS, DONDE SE ESTUDIARÁN LAS PROPIEDADES DINÁMICAS DE HACES CON DIFERENTE GEOMETRÍA, COMO LA ELÍPTICA O PARABÓLICA. DIJO QUE POR AHORA LA INVESTIGACIÓN ES TEÓRICA, PERO EVENTUALMENTE SE LLEVARÁ A LA EXPERIMENTACIÓN PARA ENTENDER EL COMPORTAMIENTO DE UNA PARTÍCULA EN PRESENCIA DE ESTE TIPO DE HACES. KAREN VOLKE SEÑALÓ QUE, OPERACIONALMENTE, UN HAZ DE LUZ PUEDE DEFINIRSE COMO UN MODO DE PROPAGACIÓN ESTABLE, DE EXTENSIÓN TRANSVERSAL FINITA, DE LAS CUALES EXISTEN VARIOS TIPOS. LUEGO DE EXPONER SOBRE EL ATRAPAMIENTO ÓPTICO COMO EN LOS HACES LAGUERRE-GAUSSIANOS O LOS BESSEL, LA INVESTIGADORA INDICÓ QUE HAY VARIOS MÉTODOS PARA FORMAR EN EL LABORATORIO LOS HACES, PERO EL MÁS EFICIENTE PARA ESTE PROPÓSITO DE ATRAPAMIENTO ES POR MEDIO DE UNA LENTE CÓNICA. TRAS HACER ALGO DE HISTORIA SOBRE LOS INICIOS DEL ATRAPAMIENTO ÓPTICOS QUE SE REMONTAN EN LA DÉCADA DE LOS 70, A CARGO DE ARTHUR ASHKIN, QUIEN TRABAJABA EN LOS LABORATORIOS BELL, VOLKE SEPÚLVEDA APUNTÓ QUE LOS PARAMÉTROS QUE DETERMINAN EL ATRAPAMIENTO Y LA MANIPULACIÓN ÓPTICAS SON LA DISTRIBUCIÓN DE INTENSIDAD DE LA LUZ, POTENCIA DEL HAZ, DIRECCIÓN DE INCIDENCIA, DIMENSIONES CARACTERÍSTICAS DEL HAZ Y DE LAS PARTÍCULAS, EL ÍNDICE DE REFRACCIÓN RELATIVA ENTRE LA PARTÍCULA Y EL MEDIO Y, EN SU CASO, LA TRANSFERENCIA DE MOMENTO ANGULAR. CON LA INCORPORACIÓN DE DIFERENTES TIPOS DE HACES DE LUZ Y OTROS ELEMENTOS NOVEDOSOS, LAS TÉCNICAS DE MANIPULACIÓN ÓPTICA SON CADA VEZ MÁS REFINADAS Y, POR CONSIGUIENTE, EL ALCANCE DE SUS APLICACIONES VA EN AUMENTO, DE AHÍ LA IMPORTANCIA DE IMPULSAR SU USO EN EL PAÍS, ABUNDÓ LA UNIVERSITARIA. ENTRE LOS PROYECTOS A REALIZAR EN EL LABORATORIO DE PINZAS ÀPTICAS DE FÍSICA MENCIONÓ UNA COLABORACIÓN CON LA UNIVERSIDAD DE ST. ANDREWS, CUYO OBJETIVO ES ORGANIZAR PARTÍCULAS DE DISTINTOS RADIOS INMERSAS EN AGUA, UTILIZANDO UN HAZ BESSEL. AL RESPECTO VOLKE ACLARÓ QUE LAS PARTÍCULAS QUE PUEDEN SER ATRAPADAS TIENEN UN TAMAÑO QUE VA DE DECENAS DE NANÓMETROS A DECENAS DE MICRAS, AUNQUE LAS MÁS FÁCILES DE ATRAPAR O MANIPULAR SON LAS DE UNA A 20 MICRAS. PARA HACERLO CON LAS MÁS PEQUEÑAS HAY MAYOR DIFICULTAD, YA QUE ADEMÁS DE LO COMPLICADO QUE PUEDE RESULTAR SU VISUALIZACIÓN, LA LUZ NO PUEDE ENFOCARSE EN REGIONES MÁS PEQUEÑAS QUE LA MITAD DE SU LONGITUD DE ONDA, Y ESTO LIMITA LA POSIBILIDAD DE MANIPULACIÓN. EN LA ACTUALIDAD SE TRABAJA ACTIVAMENTE PARA DESARROLLAR NUEVAS TÉCNICAS QUE PERMITAN SUPERAR ESTAS DIFICULTADES. LAS FUERZA ÓPTICAS PERMITEN MANIPULAR CON ABSOLUTA PRECISIÓN Y DE MANERA NO INVASIVA GRAN CANTIDAD DE OBJETOS O SISTEMAS MICROSCÓPICOS, INCLUYENDO MUESTRAS BIOLÓGICAS. ADEMÁS, ESTAS TÉCNICAS PERMITEN NO SÓLO INVESTIGAR ACERCA DE LAS PROPIEDADES DE LOS OBJETOS QUE SE ATRAPAN SINO TAMBIÉN DE LA PROPIA LUZ, FINALIZÓ.