p Os pesquisadores médicos enfrentam um obstáculo ao estudar células em um microscópio óptico - as leis da física. Obter uma imagem de qualquer coisa abaixo de um certo tamanho é complicado; as aberturas ópticas e o comprimento de onda da luz visível causam estragos na clareza. Conhecido como limite de difração, foi encontrado pela primeira vez pelo físico alemão Ernst Abbe em 1873, e limita a resolução a 200 nanômetros (nm) na melhor das hipóteses (ou 200 bilionésimos de um metro). p Nos últimos 20 anos, novas técnicas de 'super-resolução' ultrapassaram este obstáculo, itens de imagem em poucos nanômetros. Um deles, Microscopia STED (ou depleção de emissão estimulada), até ganhou o Prêmio Nobel de Física de 2014. Mas a super-resolução tem limitações:ela precisa de ferramentas complexas ou extenso processamento de computador, o que pode adicionar falhas desfocadas. E muitas vezes emprega corantes moleculares como marcadores fluorescentes, que se degradam facilmente sob luz laser, tornando-os impossíveis de usar para longas exposições.

p No Centro de BioFotônica em Nanoescala (CNBP), os cientistas estão explorando uma nova estratégia que estende o tempo que os pesquisadores têm para analisar as células em um microscópio. Ele se baseia no uso inteligente de um tipo diferente de marcador fluorescente conhecido como nanopartículas de conversão ascendente, ou UCNPs.

p "As propriedades ópticas dos UCNPs oferecem muitas oportunidades para aplicações de bio-sensoriamento e, especificamente, para imagens de super-resolução, "disse a Dra. Simone De Camillis, bolsista de pós-doutorado no nó da Universidade Macquarie do CNBP, que faz parte da equipe liderada pelo Prof Jim Piper, investigador-chefe do grupo Advanced Detection and Imaging.

p A equipe desenvolveu uma nova classe de UCNPs cujo brilho muda abruptamente quando excitado por luz infravermelha. Este comportamento pode ser explorado para objetos de imagem com uma resolução de metade do limite de difração, de modo que essas partículas extremamente pequenas podem ser vistas com muito mais clareza. E o que mais, o método pode ser aplicado a microscópios confocais padrão amplamente usados ​​nos laboratórios de hoje.

p Porque depende de luz de baixo consumo de energia, a técnica - conhecida como microscopia de emissão superlinear de excitação (uSEE) - é relativamente inofensiva para as células vivas e pode permitir imagens mais profundas do tecido.

p Os UCNPs também podem operar junto com a abordagem STED, permitindo imagens de até 60 nm, comparável com o desempenho do STED convencional usando corantes moleculares.

p A equipe está agora aperfeiçoando o design dos novos UCNPs e sua capacidade de fabricá-los com maior confiabilidade. Essas melhorias, junto com a capacidade de imagem aprimorada que se aproxima do tamanho de uma única nanopartícula, pavimentar o caminho para a 'imagem quantitativa':a capacidade de contar o número real de UCNPs nas células, bem como identificar a posição de cada sonda de nanopartícula individual e saber onde elas estão.

p "Atualmente, quando eles estão muito próximos, pode ser difícil distingui-los, "De Camillis disse." Portanto, agora estamos experimentando a composição e a estrutura dos UCNPs para poder realmente resolver UCNPs individuais, mesmo quando eles se agrupam. "