Super microscopio ottico consentirà di osservare direttamente virus

I microscopi ottici hanno dei limiti fisici dovuti alla luce utilizzata per osservare i campioni, e alle limitazioni delle lenti tradizionali e della struttura del nostro occhio.
Tramite un microscopio ottico tradizionale è infatti impossibile distinguere dettagli sotto i 200 nanometri: è possibile vedere anche il più piccolo dei batteri, ma è impossibile distinguere un virus.
Per superare questi limiti ottici, la scienza ha inventato microscopi elettronici di diverso tipo, che hanno però l'inconveniente di essere costosi e complicati da utilizzare, di uccidere i campioni vivi osservati, o di limitarsi alla ripresa della superficie di batteri o virus.
Ma Lin Li, ricercatore della University of Manchester, sembra sia riuscito a superare i limiti ottici di un microscopio ottico tradizionale tramite microsfere di vetro, che consentirebbero di ottenere ingrandimenti 8 volte superiori a quelli ottenibili tramite i migliori microscopi ottici in circolazione.
Il nuovo sistema sfrutta piccole sfere di vetro delle dimensioni di un globulo rosso (tra i 2 e i 9 micrometri), che agiscono come minuscole lenti d'ingrandimento e permettono di osservare dettagli che non sono accessibili tramite le ottiche tradizionali.
"Abbiamo infranto il limite teorico della microscopia ottica con luce bianca" dice Li. "La cosa sorprendente è la semplicità. Con un centinaio di dollari si possono acquistare 100 milioni di microsfere. Utilizzando microscopi ottici tradizionali, quasi chiunque può farlo".
Beh, non "quasi chiunque". I ricercatori della Purdue University, guidati dal fisico Vladimir Shalaev, hanno tentato di replicare i risultati di Li senza però ottenere alcun risultato degno di nota. "Può essere molto difficile riprodurre nuovi esperimenti" ha detto Shalaev. "Devo ammettere che questo suona troppo bello per essere vero. Ma se fosse vero, sarebbe un enorme, enorme progresso".
A sinistra, strutture di un disco Blu-Ray viste tramite un microscopio elettronico a scansione, che consente risoluzioni fino a 250 volte superiori a quelle di un microscopio ottico tradizionale; a destra, risultato ottenibile tramite un microscopio ottico con le microsfere.
Un progresso che potrebbe essere paragonato alla differenza tra il primo telescopio di Newton, rozzo e impreciso, e un telescopio amatoriale moderno, che ottiene risultati estremamente superiori a prezzi contenuti.
Se infatti si confrontano i risultati ottenibili tramite la microscopia tradizionale, limitata ai 200 nanometri, questa nuova tecnica ha consentito di ottenere immagini nitide di fori del diametro di soli 50 nanometri, o di osservare i microscopici solchi di un disco Blu-Ray con eccezionale livello di dettaglio.
Non è tutto rose e fiori, però. Igor Smolyaninov, dell'Università del Maryland, ha già lavorato con tecniche di microscopia ottica non convenzionali, utilizzando metamateriali per ottenere le immagini di oggetti grandi solo 70 nanometri. Smolyaninov sostiene che ci siano delle limitazioni a questa tecnica: "Hanno osservato strutture artificiali. Linee metalliche, fori e cose simili. Non sono virus o batteri, che sono molto, molto più difficili da osservare dato che si muovono".
Ma Li sostiene di aver progettato questa tecnica proprio allo scopo di osservare materia organica. "L'area in cui pensiamo che questa tecnologia possa interessare è l'osservazione di cellule, batteri, e anche virus. Utilizzando la tecnologia attuale, è un processo molto laborioso; per esempio, utilizzando la microscopia ottica a fluorescenza, occorrono due giorni per preparare un campione, e le possibilità di successo di quella preparazione vanno dal 10 al 20%. Questo mostra i potenziali benefici dell'introduzione di un metodo diretto di osservazione delle cellule".
Microscope with 50-nanometre resolution demonstrated