La Unidad de Espectroscopía y Microscopía No Lineal dispone de la siguientes técnicas:

Servicio de microscopía CARS (Coherent Antistokes Raman Spectroscopy)

Es una técnica que utiliza la excitación de la muestra con dos haces de luz láser pulsada ultracorta de diferente energía, para generar la emisión Raman anti-Stokes coherente con el fin de visualizar la distribución espacial de una molécula de interés (orgánica o inorgánica) en preparaciones, cortes o tejidos de materiales de todo tipo. Permite obtener imágenes con resolución lateral del orden de la micra incluso de tejidos vivos o recientemente extraídos. La principal ventaja que ofrece es que, a diferencia de otras microscopías convencionales, no requiere preparar previamente la muestra con ningún cromóforo. Esta técnica es especialmente apropiada para detectar la señal de lípidos en muestras biológicas.

Espectroscopía Híper-Raman (HR)

A diferencia de la espectroscopía Raman convencional, en un experimento HR la muestra es excitada simultáneamente mediante dos fotones emitidos por un láser de alta potencia, reemitiendo fotones híper-Raman a frecuencias algo menores que el doble de la frecuencia de la luz incidente. A pesar de ser un fenómeno débil, proporciona información sobre respuesta no-lineal y de la estructura vibracional de moléculas en las que la dispersión Raman ordinaria no está permitida debido, por ejemplo, a restricciones impuestas por simetría.

Microscopía Multifotónica

Técnica general que permite la generación de imágenes por emisión de fluorescencia con gran profundidad de penetración. Requiere el marcaje previo de la muestra, ya que se basa en la excitación de un cromóforo de modo simultáneo por dos (o más) fotones proporcionados por un láser pulsado en régimen de femtosegundos y sintonizable en el rango 690–1040 nm. La energía de ambos fotones se suma y juntos son capaces de excitar del mismo modo que lo haría un solo fotón con el doble de energía que uno de estos fotones individuales. Sin embargo, esta multi-excitación tiene la ventaja de ser menos invasiva y proporciona gran discriminación confocal debido a su origen no lineal. Esta excitación pulsada también permite el registro de imágenes SHG y THG por generación del segundo o tercer armónico, técnicas éstas muy utilizadas en el estudio de moléculas sin centro de simetría, en especial, del colágeno, y de superficies o interfases de sustratos de todo tipo, con aplicación en adsorbentes, catalizadores sobre portadores, etc.

Espectroscopía de Absorción Transitoria

Técnica espectroscópica con resolución temporal para estudio de especies excitadas o productos fotogenerados transitoriamente con un tiempo de vida corto. Para ello la muestra es irradiada con un pulso láser de femtosegundos sintonizable que origina nuevos productos o genera una población de la especie molecular original en estados excitados. Una vez que esto sucede, un segundo pulso también sintonizable monitoriza la absorción electrónica de la especie seleccionada, midiendo el espectro de absorción en función del tiempo con resolución del orden de decenas de femtosegundos. Variando el tiempo de retardo de los pulsos, se varia el tiempo en el que se estudia la especie transitoria, obteniendo así́ una descripción de la dinámica del estado o especie transitoria.

Microscopía CARS

Permite la caracterización morfológica, composición o determinación de propiedades de muestras de distintos tipo, como superficies e interfases y catalizadores con moléculas depositados en ellos, células, tejidos, e incluso para el registro de imágenes in-vivo.
Se aplica en numerosas áreas tales como materiales, petroquímica y, muy especialmente, en biología o biomedicina para el estudio de proteínas, lípidos, carbohidratos y otras moléculas en su estado fisiológico natural y en el seguimiento de procesos como la respuesta inmune, enfermedades del sistema nervioso central o desarrollo de tumores. El estudio de dominios lipídicos y la heterogeneidad en la composición de las membranas celulares es crucial para entender fenómenos de transducción de señales, tráfico de membranas y en enfermedades. El empleo del CARS para la detección de la vibración de CH2 de los lípidos de membrana permitido el análisis cualitativo y cuantitativo de los mismos.

Microscopía Multifotónica

Seguimiento in vivo de procesos biológicos. Caracterización de estructuras bi y tridimensionales por fluorescencia. Estudios de tráfico intracelular de moléculas marcadas.

Espectroscopía de absorción transitoria

Permite detectar y cuantificar especies transitorias tales como especies excitadas e intermedios de reacciones iniciadas por la absorción de luz. Se utiliza en áreas como la fotoquímica, fotofísica, fotobiología, biología celular, etc.