A pesquisa do laboratório de Matthew Lew na Universidade de Washington em St. Louis oferece maneiras inteiramente novas de ver o muito pequeno.
A pesquisa - dois artigos de Ph.D. alunos da McKelvey School of Engineering—foi publicado nas revistas Optica e Nano Letras .

Eles desenvolveram novos hardwares e algoritmos que lhes permitem visualizar os blocos de construção do mundo biológico além de três dimensões de uma maneira que, até agora, não era viável. Afinal, as células são objetos 3D e cheios de "coisas" - moléculas - que se movem, giram, giram e caem para conduzir a própria vida.

Assim como os microscópios tradicionais, o trabalho de dois Ph.D. os alunos do laboratório Lew, Tingting Wu e Oumeng Zhang, usam a luz para perscrutar o mundo microscópico — mas suas inovações são tudo menos tradicionais. Atualmente, quando as pessoas usam luz em imagens, provavelmente estão interessadas em quão brilhante é essa luz ou qual é a cor. Mas a luz tem outras propriedades, incluindo a polarização.

"O trabalho de Oumeng distorce a polarização da luz", disse Lew, professor assistente do Departamento de Engenharia Elétrica e de Sistemas de Preston M. Green. "Dessa forma, você pode ver como as coisas se traduzem (se movem em linhas retas) e giram ao mesmo tempo" - algo que a imagem tradicional não faz.

"O desenvolvimento de novas tecnologias e a capacidade de ver coisas que antes não podíamos ver é empolgante", disse Zhang. Essa capacidade única de rastrear a rotação e a posição ao mesmo tempo lhe dá insights exclusivos sobre como os materiais biológicos – células humanas e patógenos, por exemplo – interagem.

A pesquisa de Wu também fornece uma nova maneira de visualizar as membranas celulares e, de certa forma, ver o interior delas. Usando moléculas marcadoras fluorescentes, ela mapeia como os marcadores interagem com as moléculas de gordura e colesterol na membrana, determinando como os lipídios estão dispostos e organizados.

"Qualquer membrana celular, qualquer núcleo, qualquer coisa na célula é uma estrutura 3D", disse ela. "Isso nos ajuda a sondar a imagem completa de um sistema biológico. Isso nos permite, para qualquer amostra biológica, ver além de três dimensões - vemos a estrutura 3D mais três dimensões de orientação molecular, dando-nos imagens 6D."

Os pesquisadores desenvolveram tecnologia de imagem computacional, que sinergiza software e hardware juntos, para ver com sucesso o anteriormente invisível.

"Isso é parte da inovação", disse Lew. "Tradicionalmente, os laboratórios de imagens biológicas estão vinculados a qualquer fabricante comercial que esteja fabricando. Mas se projetarmos as coisas de maneira diferente, podemos fazer muito mais". + Explorar mais

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