A diferencia de la mayoría de los láseres de corte, los láseres de femtosegundos no vaporizan el material. En lugar de eso, producen ráfagas de luz tan cortas e intensas que la región afectada es ablacionada sin que la zona circundante tenga tiempo de calentarse. Un femtosegundo es una milbillonésima de segundo, y esa brevedad extrema es justo lo que evita el daño térmico. Eso los hace excelentes para retirar material sin dañar lo que lo rodea, algo que Ben Krasnow aprovechó para cortar secciones transversales de muestras mientras estas seguían dentro de un microscopio electrónico de barrido.
¿Cómo se prepara un grillo para el microscopio?
En este caso, las muestras eran grillos, y antes de poder observarlos había que prepararlos con cuidado. Primero, los cuerpos se sumergieron en glutaraldehído para entrecruzar las proteínas y estabilizar la estructura. Luego, una serie de intercambios de solventes reemplazó el agua del cuerpo por un solvente de baja tensión superficial. Este paso es clave: significaba que, durante el secado posterior, la tensión superficial no distorsionaría la estructura interna del grillo. Finalmente, los cuerpos de los insectos se carbonizaron bajo argón, lo que los volvió conductores y más absorbentes a la luz láser, dos condiciones necesarias tanto para el microscopio como para el corte.
El montaje dentro del microscopio
El láser y el galvanómetro de barrido están montados fuera del microscopio y proyectan la luz hacia adentro a través de una ventana transparente. Para proteger el detector y la óptica de electrones de la lluvia de carbono ablacionado, un servomotor interpone un obturador de aluminio entre estos y la muestra mientras el láser está activo.
Ese detalle aparentemente menor generó un problema desconcertante durante las pruebas. Tras la primera ablación, la imagen del microscopio electrónico contenía tanto ruido que resultaba inservible, pero iba mejorando con el tiempo. La causa terminó siendo inesperada: el obturador estaba pintado, y la cara posterior de la pintura se cubría de partículas de carbono cargadas eléctricamente. Eso creaba un pequeño condensador que perturbaba la óptica de electrones a medida que se descargaba. Tras resolver este y otros problemas extraños, Krasnow logró grabar varios videos en time-lapse del láser ablacionando gradualmente un grillo, 30 micrones a la vez, revelando su estructura interior.
Herramientas fuera del alcance del aficionado promedio
Los microscopios electrónicos de barrido son, lamentablemente, difíciles de conseguir. Aun así, todavía es posible restaurar un microscopio de segunda mano o, como hizo Krasnow, construir el propio. Los láseres de femtosegundos son todavía más inaccesibles, aunque, curiosamente, pueden usarse para replicarse a sí mismos grabando estructuras en vidrio. El proyecto es un recordatorio de hasta dónde puede llegar la instrumentación casera cuando se combina paciencia, química y óptica de precisión.
