p Os pesquisadores desenvolveram um microscópio espectroscópico para permitir medições ópticas de conformações moleculares e orientações em amostras biológicas. A nova técnica de medição permite aos pesquisadores obter imagens de amostras biológicas em nível microscópico com mais rapidez e precisão. p O novo instrumento é baseado na técnica de imagem espectroscópica infravermelha de frequência discreta desenvolvida por pesquisadores do Instituto Beckman de Ciência e Tecnologia Avançada da Universidade de Illinois Urbana-Champaign.

p "Este projeto visa trazer o estudo da quiralidade molecular para o domínio microscópico, "disse Rohit Bhargava, um professor de bioengenharia, e o diretor do Cancer Center em Illinois.

p A quiralidade molecular se refere à orientação espacial dos átomos em moléculas ou conjuntos de multimoléculas. Em sistemas biológicos, uma molécula pode provocar uma resposta celular, enquanto sua imagem no espelho pode ser inativa ou mesmo tóxica. Embora o dicroísmo circular vibracional possa ser empregado para ajudar a determinar a estrutura química e a orientação de uma molécula, As medições de VCD são demoradas e não podiam ser usadas anteriormente para obter imagens de sistemas biológicos complexos ou amostras de tecidos sólidos.

p O artigo "Concurrent Vibrational Circular Dichroism Measurements with Infrared Spectroscopic Imaging" foi publicado em Química Analítica e destaque na capa.

p O novo microscópio infravermelho torna possível a geração de imagens da quiralidade de biomoléculas, acelerando o tempo de aquisição e melhorando a relação sinal-ruído das técnicas tradicionais de VCD. "Quando você envia luz para um microscópio de um espectrômetro, você está essencialmente jogando fora muito, "Bhargava disse." Para medições de VCD, você também tem que enviá-lo por meio de um modulador fotoelástico, que muda a polarização da luz para canhota ou destra. Nesse ponto, voce nao tem muita luz sobrando, o que significa que você tem que calcular a média de seu sinal por um longo tempo para ver apenas um pixel em uma imagem. "

p O Laboratório de Imagens Químicas e Estruturas, liderado por Bhargava, alcançou medições de infravermelho e VCD rápidas e simultâneas com base na estrutura de seu microscópio de imagem infravermelha de frequência discreta de alto desempenho. Em vez de empregar uma fonte de luz térmica tradicional, o instrumento é construído em torno de um laser quântico em cascata.

p "A fonte de laser motivou todo o design, "disse Yamuna Phal, um estudante de pós-graduação pesquisador em engenharia elétrica e da computação. "A fonte QCL tem maior potência, o que significa que podemos adquirir medições mais rápidas. Anteriormente, você só poderia realizar VCD em amostras de líquidos, mas também podemos criar imagens de tecidos sólidos. Isso nunca foi tentado antes porque, em primeiro lugar, leva muito tempo para adquirir sinais de VCD. "

p Kevin Yeh, um associado de pesquisa de pós-doutorado, que co-liderou o desenvolvimento do microscópio, afirmou que outras aplicações poderiam surgir do microscópio construído para este projeto. "Inicialmente, imaginamos o microscópio infravermelho de frequência discreta como uma plataforma na qual outras técnicas poderiam ser construídas, "Yeh disse." Nós resolvemos uma dessas extensões, que é VCD, mas poderíamos imaginar muitos outros. "

p Embora as aplicações desta técnica possam abranger as ciências biológicas, o trabalho em si é um testemunho da força da ciência interdisciplinar. “Esse projeto só foi possível reunindo pensamentos de diferentes áreas, "Bhargava disse." É um problema de química resolvido por um projeto baseado na física, implementado por um estudante de engenharia elétrica. Está em nosso DNA na Beckman adotar esse tipo de abordagem para resolver problemas. "