CNR-ISPESL nuove tecniche di microscopia per evidenziare effetti biologici dei campi elettromagnetici
Il Laboratorio di Fisica dei Sistemi Biologici
e' attrezzato con un ampio parco di microscopi che consentono lo studio di campioni a partire
dalla risoluzione ottica fino a quella atomica, utilizzando tecniche e mezzi di contrasto
differenti: fluorescenza, polarizzazione, riflessione, tunnel elettronico, interazioni di
forza e scansione elettronica.
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| A sinistra viene mostrato,
nei suoi componenti principali, un microscopio a forza atomica, nella sua configurazione
classica: viene sfruttata l'interazione di forze tra la sonda e la superficie del campione
in esame, sia esso conduttore o isolante, per produrre immagini fino alla risoluzione
atomica, L'immagine a destra evidenzia una configurazione alternativa del microscopio
a forza atomica, che consente di sfruttare diversi meccanismi di contrasto. |
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| L'immagine a
sinistra evidenzia strutture dendritiche ottenute cristallizzando acido stearico su
vetro (area di scansione ~10 micrometri). A destra viene mostrata l'immagine a livello
molecolare della stessa sostanza, in cui e' possibile distinguere l'ordinamento cristallino
del reticolo bidimensionale (area di scansione ~10 nanometri). |
| L'immagine mostra un microscopio
elettronico a scansione: la struttura a sinistra contiene il campione nonche' il cannone
elettronico in vuoto; l'elettronica di controllo, di rilevazione ed i dispositivi di
imaging sono visibili a destra. A differenza del microscopio a forza atomica, il microscopio
elettronico opera su campioni conduttivi o resi tali, ad esempio attraverso tecniche
di metallizzazione. |
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Realizzato all'ISM del CNR un microscopio ottico a campo vicino per studi di cellule vive sottoposte a campo magnetico.
Le nuove tecniche di microscopia con sonda a scansione permettono lo studio ad alta risoluzione delle strutture biologiche fornendo immagini tridimensionali e a contatto chimico. I microscopi
che operano in questo ambito sono il microscopio a forza atomica (AFM) e il microscopio ottico a campo vicino 8SNOM). In questo ambito è stato realizzato all'ISM del CNR un microscopio
SNOM-AFM per studi di cellule vive durante l'osservazione. Poiché tale microscopio può funzionare con sorgenti di luce di diversa lunghezza d'onda sarà possibile osservare modificazioni
cellulari dovute a campi magnetici in profondità nelle cellule attraverso immagini stratigrafiche. Studi preliminari effettuati con sorgenti convenzionali su neuroni e cellule pancreatiche
hanno già rilevato una struttura interna diversa da quella superficiale . Sarà quindi possibile con questo nuovo strumento, l'individuazione in profondità di variazioni indotte dal campo
magnetico. Tale risultato sarà molto utile per la comprensione della interazione tra campo magnetico e strutture biologiche. E' in programma un progetto ambizioso di accoppiare un microscopio
SNOM-AFM con un microscopio ottico convenzionale invertito che normalmente viene utilizzato nei laboratori di biologia e medicina : tale strumento permetterà di utilizzare in modo perfettamente
controllato sorgenti laser per l'eccitazione di fluorofori locali, per il monitoraggio del calcio intracellulare (fluo-3) del Ph intracellulare (snarf), del potenziale di membrana (Dil)
e della fluidità di membrana (Laundran). Il microscopio SNOM-AFM implementato potrà permettere di correlare tali parametri con l'esposizione delle cellule ai campi magnetici. Si cercherà
di studiare tali parametri in modo cinetico con tempi compatibili con tempi compatibili con la possibilità di acquisizione delle immagini.
A.Cricenti, R. Generosi, M. Girasole, M. Luce, M. Rinaldi, P. Perfetti,
Istituto di Struttura della Materia CNR Roma
S. Grimaldi
Istituto di Medicina Sperimentale CNR Roma
L. Giuliani
ISPESL, Roma |
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Pubblicazioni Scientifiche