¿Qué es el fotoblanqueo?

Introducción: El desvanecimiento de la luminosidad

Para comprender el fotoblanqueo, primero debemos entender la fluorescencia. En biología y química, los científicos suelen utilizar tintes fluorescentes especiales para marcar y observar estructuras microscópicas, como el interior de una célula humana. Cuando estos tintes se iluminan con una luz específica, por ejemplo, un láser, absorben esa luz y emiten su propia luz de color.

Sin embargo, este brillo no dura para siempre. Si el colorante se ilumina durante demasiado tiempo o si la luz es demasiado intensa, dejará de emitir luz de forma permanente. Esta pérdida permanente de color y fluorescencia se denomina fotoblanqueo.

La ciencia explicada de forma sencilla: ¿por qué sucede?

Imagine una molécula de colorante como un diminuto saltador sobre una cama elástica.

• Cuando la luz láser incide en el colorante, proporciona a la molécula una enorme descarga de energía que, en sentido figurado, la hace saltar por los aires. En ciencia, esto se denomina «estado excitado».
• Normalmente, la molécula vuelve a caer sobre el trampolín y libera esa energía en forma de una hermosa luz resplandeciente.
• Sin embargo, mientras la molécula se encuentra en este estado altamente excitado, es muy vulnerable. Si choca con determinadas moléculas, especialmente con oxígeno, puede producirse una reacción química. Esta reacción destruye la molécula de colorante.

Una vez que la molécula se rompe, ya no puede volver a saltar ni emitir luz. Ha sufrido fotoblanqueo.

La mala noticia: por qué el fotoblanqueo es problemático

Para los científicos que trabajan con microscopios, el fotoblanqueo suele ser sumamente frustrante. Imagine que intenta grabar un vídeo de un pez luminoso poco común en la oscuridad del océano, pero su linterna hace que el pez se vuelva invisible de forma permanente tras apenas unos segundos.

A menudo, los investigadores necesitan observar las células durante horas para ver cómo crecen, se dividen o combaten enfermedades. Si los colorantes fluorescentes que utilizan se desvanecen demasiado rápido, ya no pueden ver lo que sucede y el experimento queda inutilizado.

La buena noticia: Cómo lo utilizan los científicos (FRAP)

Los científicos encontraron una forma ingeniosa de convertir este molesto problema en una herramienta útil. Crearon una técnica denominada FRAP (recuperación de la fluorescencia después del fotoblanqueo).

Así funciona:

1. Los científicos tiñen una célula completa para que emita una fluorescencia intensa.
2. Se utiliza deliberadamente un láser potente para irradiar y fotoblanquear una zona diminuta de la célula, creando un área oscura no fluorescente en el centro de la célula brillante.
3. Después, esperan y observan. Con el tiempo, las moléculas fluorescentes de otras partes de la célula se desplazan de forma natural hacia esa zona oscura, que vuelve a llenarse de luz.

Al medir la rapidez con la que la zona oscura vuelve a llenarse de moléculas luminosas, los científicos pueden determinar con precisión la velocidad a la que se desplazan las partículas dentro de la célula. Es como analizar el flujo del tráfico observando la rapidez con la que los automóviles llenan un carril vacío.

Protección contra el resplandor: cómo detenerlo

Cuando los científicos no quieren que se produzca fotoblanqueo, disponen de algunos métodos para proteger sus colorantes fluorescentes:

• Reducir la intensidad de la luz: Utilizan el láser con la menor potencia posible para observar sus muestras.
• Trabajo rápido: Capturan imágenes tan rápido como pueden antes de que el colorante se desvanezca.
• «Protector solar» para colorantes: Los científicos pueden añadir a sus muestras unas sustancias químicas especiales llamadas «agentes antifotoblanqueo». Estas sustancias actúan como protectores, capturando las moléculas de oxígeno dañinas antes de que puedan degradar las moléculas de colorante excitadas.

Resumen

El fotoblanqueo es la pérdida permanente de fluorescencia de los colorantes causada por daños producidos por la luz. Aunque puede suponer un problema importante para los investigadores que intentan obtener imágenes nítidas de estructuras microscópicas, también ha dado lugar a técnicas ingeniosas como FRAP, que permiten descubrir los movimientos dinámicos ocultos en el interior de las células vivas.