Investigadores de la Universidad de Tokio han construido un microscopio bidireccional y sin etiquetas que captura la actividad a micro y nanoescala en células vivas sin tintes. Apodado el “Gran Microscopio Unificado”, el sistema combina la detección de luz dispersada hacia adelante y hacia atrás para ampliar lo que los científicos pueden ver dentro de las células, incluyendo cambios durante la muerte celular y estimaciones del tamaño de partículas e índice de refracción.
La Universidad de Tokio ha presentado un microscopio que registra simultáneamente la luz dispersada hacia adelante y hacia atrás de células vivas, permitiendo a los investigadores visualizar grandes estructuras celulares y partículas nanométricas de movimiento rápido en una sola vista. En su artículo revisado por pares, los autores llaman al enfoque microscopía de dispersión cuantitativa bidireccional (BiQSM). El apodo “Gran Microscopio Unificado” aparece en los materiales de prensa de la universidad y en la cobertura relacionada.
Cómo funciona
- La microscopía de fase cuantitativa convencional (QPM) mide la luz dispersada hacia adelante y es adecuada para visualizar estructuras a microescala —definidas en este estudio como características de aproximadamente 100 nanómetros o más—, pero tiene dificultades con objetos muy pequeños y de movimiento rápido.
- La microscopía de dispersión interferométrica (iSCAT) mide la luz dispersada hacia atrás y puede detectar objetivos a nanoescala, incluyendo proteínas individuales, pero carece de la vista contextual más amplia que proporciona la QPM.
- Al capturar la luz desde ambas direcciones simultáneamente, el nuevo sistema une esas capacidades. En Nature Communications (publicado el 14 de noviembre de 2025), el equipo informa de un rango dinámico 14 veces más amplio que la QPM en sus experimentos, permitiendo la imagen simultánea de dinámicas a nanoescala y estructura a microescala —sin etiquetas fluorescentes—.
Lo que hicieron e encontraron los investigadores
- El instrumento fue desarrollado por Kohki Horie, Keiichiro Toda, Takuma Nakamura y Takuro Ideguchi, todos de la Universidad de Tokio. Horie y Toda son coautores principales.
- Para validar la configuración, el grupo monitoreó células mientras progresaban hacia la muerte, registrando datos de imagen que contenían tanto señales de dispersión hacia adelante como hacia atrás en un solo fotograma. “Me gustaría entender los procesos dinámicos dentro de las células vivas usando métodos no invasivos”, dijo Horie. “Nuestro mayor desafío”, añadió Toda, “fue separar limpiamente dos tipos de señales de una sola imagen mientras manteníamos el ruido bajo y evitábamos la mezcla entre ellas”, según el comunicado de prensa de la Universidad de Tokio.
- Al comparar patrones en las señales de dispersión hacia adelante y hacia atrás, el equipo pudo rastrear el movimiento de estructuras celulares más grandes junto con partículas mucho más pequeñas y, según la universidad, estimar el tamaño y el índice de refracción de cada partícula.
Por qué importa
- Dado que la técnica es sin etiquetas y suave con las células, podría ser útil para observaciones a largo plazo y para aplicaciones como pruebas y control de calidad en entornos farmacéuticos y de biotecnología, señala la universidad.
Qué sigue
- “Planeamos estudiar partículas aún más pequeñas, como exosomas y virus, y estimar su tamaño e índice de refracción en diferentes muestras”, dijo Toda. Los autores también buscan describir mejor cómo las células avanzan hacia la muerte controlando estados celulares y verificando sus resultados con otros métodos.
Detalles de publicación
- El estudio, “Microscopía de dispersión cuantitativa bidireccional”, fue publicado en Nature Communications el 14 de noviembre de 2025, por Horie, Toda, Nakamura e Ideguchi de la Universidad de Tokio.
