Presentación de las mediciones de intensidad luminosa basadas en la fluorescencia, rápidas y accesibles
Una investigación internacional financiada en parte por el proyecto DREAM, financiado con fondos europeos, ha dado lugar a dos métodos complementarios nuevos que permiten realizar mediciones versátiles pero precisas de la intensidad luminosa en sistemas de obtención de imágenes por fluorescencia. Los dos protocolos se describen en un artículo publicado en «Nature Methods». La cuantificación precisa de la intensidad luminosa es una herramienta importante utilizada por los científicos en muchas aplicaciones diferentes. Los microscopistas ópticos equilibran la intensidad luminosa para optimizar las señales sin fototoxicidad. Los biólogos utilizan los fotones para desencadenar procesos fisiológicos. Los químicos los usan para impulsar reacciones de absorción de la luz. «Hoy en día, una vasta comunidad de biólogos, químicos, ingenieros y físicos se ocupa de suministrar un número preciso de fotones», señalan los autores en su estudio. Sin embargo, la mayoría de las tecnologías vigentes no son lo bastante versátiles ni precisas para satisfacer las necesidades actuales. No pueden medir la intensidad luminosa y su distribución espacial al mismo tiempo, al menos no en una amplia gama de longitudes de onda e intensidades.
Rapidez, sensibilidad y accesibilidad
Investigadores dirigidos por el Centro Nacional de Investigación Científica (Francia), entidad coordinadora del proyecto DREAM, han elaborado ahora dos protocolos complementarios rápidos y sencillos que utilizan tintes orgánicos y proteínas fluorescentes como actinómetros (sistemas que determinan el número de fotones de un haz). Estos actinómetros basados en la fluorescencia han demostrado ser más rápidos y sensibles y también han proporcionado datos más accesibles para los sistemas de obtención de imágenes. El primer protocolo se basa en cinco actinómetros moleculares que emiten señales fluorescentes cuando se aplica una luz constante. Los actinómetros cubren todo el espectro de luz ultravioleta y visible para medir la intensidad luminosa. En determinadas condiciones, cuando la fotoconversión es tan rápida que el movimiento molecular es mínimo, el protocolo también puede cartografiar la distribución espacial de la intensidad luminosa. Como se informa en el estudio, el equipo también trató de «hacer accesibles los actinómetros fluorescentes a diferentes comunidades de usuarios finales». Por eso eligieron productos químicos de fácil síntesis para los químicos, y proteínas y organismos fotosintéticos para los biólogos. El segundo protocolo complementa a los actinómetros fluorescentes del primero, cuyos rangos limitados de absorción de luz requieren varios actinómetros para cubrir toda la gama de longitudes de onda. Este protocolo utiliza un fluoróforo fotoquímicamente inerte, es decir, una molécula con propiedades fluorescentes que absorbe fotones y emite a cambio fotones de menor energía. El fluoróforo transfiere información sobre la intensidad luminosa de una longitud de onda —medida con un actinómetro fluorescente del primer protocolo— a otra.
Dos mejor que uno
«Juntos, los dos protocolos nuevos pueden utilizarse en situaciones de luz débil, periodos más cortos y una gama más amplia de longitudes de onda que los métodos convencionales», observa el equipo de investigación en una nota de prensa de EurekAlert!. Los protocolos se han utilizado para medir con precisión la distribución espacial de la luz en diferentes sistemas de obtención de imágenes por fluorescencia y para calibrar la iluminación en instrumentos y fuentes de luz disponibles en el mercado. Los autores también esperan que sus protocolos mejoren los conocimientos científicos sobre cómo afecta la luz a la salud y viabilidad de las muestras biológicas. El equipo de investigación ofrece acceso en línea a las propiedades de los actinómetros y a los códigos y las aplicaciones de datos fáciles de usar para facilitar el uso de estos actinómetros en distintas disciplinas. El equipo de DREAM (Dynamic Regulation of photosynthEsis in light-Acclimated organisMs) elabora protocolos pioneros de iluminación, instrumentación y adquisición de datos para fomentar la agricultura de precisión en entornos optimizados y controlados como invernaderos, granjas verticales y jardines de interior. El proyecto finalizará en 2026. Para más información, consulte: Sitio web del proyecto DREAM
Palabras clave
DREAM, luz, intensidad luminosa, fotón, fluorescente, actinómetro, protocolo