Esa es una pequeña gota de la Humanidad …


En agosto, los miembros de un proyecto llamado ISOLDE LOI88 emplearón con éxito una nueva técnica para estudiar la interacción de iones metálicos en un líquido. Es la primera vez que iones específicos han sido estudiados en un medio líquido – un logro técnico que abre las puertas prometedores para fines bioquímicos.

En el corazón del experimento LOI88: este es el punto donde los iones metálicos (por la izquierda) entrar en el menú.

“Más de la mitad de las proteínas en el cuerpo humano contienen iones de metales tales como magnesio, zinc y cobre”, explica Monika Stachura, biofísica de la Universidad de Copenhague y líder del proyecto LOI88. “Sabemos que estos elementos son fundamentales para la estructura de una proteína y su función, pero su comportamiento y las interacciones no se conocen en detalle.” Detección de estos iones directa en un entorno de cuerpo es problemática ya que sus capas atómicas cerrados tienden ha hacerlos invisibles a las técnicas más espectroscópicas . Sin embargo, usando la Resonancia Magnética Nuclear beta-( β-RMN ) técnica en combinación con la línea de luz collaps el equipo LOI88 conseguido, por primera vez, en la grabación de una señal de los iones metálicos en un entorno de cuerpo líquido. Esto también demuestra que la investigación básica en física nuclear y técnicas pueden conducir a nuevas aplicaciones.

Para obtener estos excelentes resultados, el primer equipo tuvo que hacer frente a un reto: encontrar una manera de introducir “fácilmente visible” iones metálicos en un líquido, para luego “ver” su señal. Y por “visible”, los físicos ISOLDE, por supuesto, significa “radioactivo”. Su elección: radiactivos magnesio 31 iones ( 31 Mg + + ). La técnica: β-RMN. El programa de instalación: complicado …

“En primer lugar, necesitamos un haz de iones de Mg31 ISOLDE”, dice Magdalena Kowalska, físico β-RMN participa en el proyecto y es el coordinador ISOLDE física. “A medida que se utiliza la técnica de RMN, tenemos que polarizar los espines de estos iones, que se realiza mediante luz láser desde el ISOLDE-collaps puesto a punto. Los iones polarizados están atrapados luego en una gota de líquido. “Suena fácil? No, si se tiene en cuenta que el haz se tiene que quedar en el vacío, pero el líquido no puede. “Cuando una solución líquida se coloca en un vacío hierve primero y luego se congela, por lo que es imposible llevar a cabo el experimento”, explica Alexander Gottberg, un físico de destino ISOLDE del CSIC, Madrid, que diseñó el montaje experimental. “Para superar el problema, tuvimos que introducir una diferencia de presión entre el vacío débil alrededor del blanco líquido y del alto vacío en la línea de luz. La parte más difícil de este diseño fue que el sistema de bombeo diferencial, que se utilizó para este fin, tuvieron que ser alojado en unos pocos centímetros. “

Una gota que cae durante las mediciones

Mg31 tiene una vida media de sólo 230 ms, de modo, en menos de un segundo, los físicos pueden observar que en descomposición en la gota de líquido. Y es precisamente esta decadencia que da la información tan buscada. “Al descomponerse, emite partículas beta Mg31”, explica Magdalena. “A medida que polariza los iones Mg31, esta emisión de partículas beta no es la misma en todas las direcciones: a esto lo llamamos un” anisotropía “.” En palabras sencillas, los científicos detectar un número diferente de partículas beta de “la izquierda” detector de sobre “la correcta”.

¿Pero qué significa esta anisotropía decir? “A partir de nuestros modelos teóricos, podemos deducir las interacciones de los iones metálicos en el líquido mirando a la radiofrecuencia de RMN que cancela la anisotropía”, explica Alexander.

“Al demostrar la viabilidad de la técnica, hemos abierto nuevas puertas para la bioquímica”, concluye Monika. “Ahora estamos preparando los siguientes pasos:. Inyectando macromoléculas y proteínas en el líquido después de ver cómo los iones metálicos interactuar con ellos”, confió Los tres expertos que estaban “muy emocionado”. No es broma!


Para obtener más información sobre el proyecto LOI88, lee la carta de intención  del proyecto.

Cómo mantener un estable gota líquida?

La gota de líquido en el LOI88 set-up es aproximadamente del tamaño de un guisante pequeño. El desafío consiste en encontrar el equilibrio entre la velocidad de evaporación rápida del líquido en el vacío y la velocidad de flujo, que se alimenta la caída continua. Con un poco de puesta a punto del equipo LOI88 logró estabilizar una gota de regeneración para las mediciones durante varias horas. Aunque el líquido de la gota está cambiando continuamente, parece básicamente estática para los isótopos radiactivos, que se desintegran en el espacio de milisegundos.

http://cdsweb.cern.ch/journal/CERNBulletin/2012/38/News%20Articles/1475670?ln=es

por Anaïs Schaeffer

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