Unos científicos de la Universidad de St Andrews han creado las primeras muestras de materiales orgánicos capaces de absorber dos fotones y emitir luz con polarización circular al mismo tiempo. Esta rara combinación de propiedades promete una revolución en el escaneo profundo de tejidos biológicos.
Los colorantes habituales para microscopía de fluorescencia se dispersan rápidamente en el espesor del tejido, y la señal se atenúa ya a una profundidad de unos cientos de micrómetros. Las nuevas moléculas quirales de la clase de materiales de fluorescencia retardada activada térmicamente multirresonante (MR-TADF) se comportan de otro modo: absorben a la vez dos fotones de luz infrarroja y luego emiten luz visible con una polarización claramente definida.
Imagínese una linterna que ilumina no con un solo haz, sino con dos a la vez, y que además «recuerda» hacia qué lado gira la luz. Así funcionan exactamente estos compuestos. La quiralidad de las moléculas —su asimetría especular— hace que la luz emitida gire preferentemente hacia un lado, lo que permite filtrar el ruido y obtener una imagen más nítida.
La absorción de dos fotones ya se utiliza por sí sola en medicina: la luz infrarroja penetra más que la visible y daña menos los tejidos. Añadir una luminiscencia con polarización circular hace que la señal sea aún más informativa: los investigadores podrán distinguir estructuras que antes se fundían en una masa borrosa común.
El trabajo, publicado en Nature Communications, ha sido realizado por el grupo de la profesora Eli Zisman-Colman en colaboración con colegas de la Universidad de Durham. Por ahora son muestras de laboratorio, pero ya está claro que estos materiales pueden convertirse en la base de métodos no invasivos de visualización de tumores, vasos sanguíneos y fibras nerviosas a varios milímetros de profundidad.
En el futuro, los médicos podrán obtener imágenes tridimensionales de órganos internos sin rayos X ni campos magnéticos intensos, y los biólogos, observar procesos vivos en tiempo real dentro de un organismo entero. Un solo material resuelve dos tareas a la vez: penetración profunda y una señal polarizada de alto contraste.
Los investigadores ya han comenzado a probar los nuevos compuestos en medios biológicos.
