Microscopía Físicos españoles desarrollan, construyen y venden un microscopio de proximidad

El Laboratorio de Nuevas Microscopías del Departamento de Física de la Materia Condensada (Universidad Autónoma de Madrid), dirigido por Arturo M. Baró, ha desarrollado un microscopio de proximidad, bautizado como Bermad 2000, y lo está vendiendo a centros de investigación españoles y extranjeros. Se trata de un microscopio de fuerzas atómicas que permite ver cómo se adhiere una proteína a una molécula de ADN, investigar las señales magnéticas en un disco de ordenador, hacer microfotografías de acero o sacar primeros planos de células cancerosas.

El microscopio de fuerzas atómicas (AFM, en sus siglas en inglés) está basado en la nanotecnología y puede funcionar por contacto, tocando la pieza, o por proximidad. Por contacto es útil para aquellas muestras que no se rompen o rasgan, como metales. Sin embargo, las muestras biológicas no pueden ser tocadas sin romperse, por lo que el microscopio se acerca tanto como para que las fuerzas entre la muestra y la punta determinen la forma de la muestra.La imagen se obtiene por la interacción entre la punta, el dedo palpador hipersensible, y la muestra. El sistema consiste en una punta, como si fuera la punta de un compás, que mide entre dos y 20 nanómetros (un nanómetro es igual a 0,000001 milímetros). Esta punta se coloca en una superficie a la que la muestra se acerca, siempre a estas distancias microinfinitesimales.

La atracción o repulsión que la muestra ejerce sobre la punta es medida con ayuda de un laser. La muestra va moviéndose de derecha a izquierda y, como resultado, la punta hace un barrido que acaba recorriendo toda su superficie. Un programa de ordenador, cuyo desarrollo se ha hecho parcialmente en el mismo departamento de la UAM, elabora con los datos obtenidos una imagen tridimensional del objeto estudiado.

No destructivo

Entre las ventajas de este microscopio, Baró señala: "Es un instrumento con una gran versatilidad, que posee como cualidades positivas su alta resolución, el carácter no destructivo de la interacción con la muestra, la posibilidad de trabajar al aire ambiente o en atmósfera controlada, por lo que no precisa condiciones de vacío, lo que permite trabajar en medio líquido. Este último aspecto es especialmente destacable para su aplicación al estudio de material biológico en su medio natural".

La idea vino cuando Baró pasó una temporada, en 1983- 1984, en el centro de investigación de IBM en Zúrich (Suiza), donde los investigadores Gerd Binnig y Heinrich Röhrer estaban desarrollando instrumentos con nanotecnología. "El conocimiento de la técnica", afirma el investigador español, "nos permitió dar el paso decisivo para implicarnos en el desarrollo instrumental, que fue la construcción de una electrónica digital propia. Era una necesidad del laboratorio para poder realizar las funciones necesarias en un laboratorio de investigación, donde se precisan trabajos originales y competitivos frente a otros colegas. Posteriormente, y como continuación natural, decidimos desarrollar un microscopio de fuerzas propio que fuera de fácil manejo y altas prestaciones, y que estuviera dotado de todas las capacidades operacionales y funcionales que actualmente posee este microscopio".

Durante 10 años se diseñaron y probaron diversos desarrollos, hasta que se fabricó un prototipo en 1996. Desde entonces, y por el sistema del boca a boca entre los usuarios satisfechos, el equipo de Baró, en el que también están los investigadores Jaime Colchero, Julio Gómez Herrero y José María Gómez Rodríguez, fabrica y vende estos microscopios, bien completos o bien sólo la electrónica. En España venden a través de la Fundación General de la UAM, mientras que las ventas en el extranjero las hace una empresa alemana.

Diez en España

Desde 1996 han vendido una decena de microscopios para instituciones españolas, como el Centro Nacional de Biotecnología, el Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra, la Universidad Autónoma de Barcelona o la Universidad Complutense de Madrid. Fuera de España han vendido otros 10 microscopios; entre otros, a la Universidad Humboldt de Berlín, a diferentes centros del CNRS francés y al Sincrotrón Europeo en Grenoble (Francia) y la Universidad de Purdue, en EE UU.

"Empleamos unos tres meses desde que recibimos el pedido hasta que lo tenemos, y podemos hacer unos diez por año", dice Baró. Los microscopios cuestan unos nueve millones de pesetas, y podrían hacerse más, pero, afirma, "el sistema universitario español no estimula que se hagan este tipo de cosas. En general, las universidades no están preparadas para dar salida comercial a los resultados de la investigación, y eso nos complica un poco. Todo el mundo está de acuerdo en que esta transferencia es necesaria y la sociedad lo demanda, pero, como dice el refrán, del dicho al hecho hay un gran trecho. Desde las instituciones públicas, y en particular desde la Universidad, debería haber incentivos para hacer pequeñas compañías que dieran salida a estos desarrollos".

Distintas formas de ver

Desde que, en 1590, Janssen desarrolló el primer microscopio, las técnicas para ver lo más pequeño han cambiado mucho. Hasta el primer tercio del siglo XX, los únicos microscopios eran los ópticos; es decir, aquéllos en los que unas lentes aumentan el tamaño de la muestra. En 1937, Ernst Ruska y Max Knoll, físicos alemanes, construyeron el primer microscopio electrónico. James Hillier consiguió pasar de los 2.000 aumentos del mejor microscopio óptico hasta los 7.000, gracias al microscopio electrónico, que forma una imagen de la muestra después de bombardearla con electrones. Estos ingenios aumentan ahora hasta dos millones de veces la muestra.

Gerd Binnig y Heinrich Röhrer consiguieron en 1981 el microscopio de efecto túnel, que permitía, por primera vez, ver átomos. En 1985 desarrollaron los microscopios de fuerzas atómicas, en cuyo principio se basa el Bermad 2000. Binnig y Röhrer recibieron en 1986, junto a Ruska, el Premio Nobel.