p (PhysOrg.com) - É uma capa que ultrapassa todas as outras:uma capa de carbono microscópica feita de grafeno que pode mudar a forma como as bactérias e outras células são visualizadas. p Vikas Berry, professor assistente de engenharia química na Kansas State University, e sua equipe de pesquisa está envolvendo bactérias com grafeno para enfrentar os desafios atuais com imagens de bactérias em microscópios eletrônicos. O método de Berry cria uma capa de carbono que protege as bactérias, permitindo que eles sejam fotografados em seu tamanho natural e aumentando a resolução da imagem.

p O grafeno é uma forma de carbono com apenas um átomo de espessura, dando-lhe várias propriedades importantes:é impermeável, é o nanomaterial mais forte, é opticamente transparente e possui alta condutância térmica.

p "O grafeno é o material de última geração, "Berry disse." Embora apenas um átomo de espessura, o grafeno não permite a passagem nem mesmo da menor das moléculas. Além disso, é forte e altamente flexível, por isso pode se adaptar a qualquer formato. "

p A equipe de Berry pesquisa o grafeno há três anos, e Berry recentemente viu uma conexão entre o grafeno e a pesquisa de imagem celular. Porque o grafeno é impermeável, ele decidiu usar o material para preservar o tamanho das células bacterianas obtidas em microscópios eletrônicos de alto vácuo.

p Os resultados da pesquisa aparecem no artigo "Impermeable Graphenic Encasement of Bacteria, "que foi publicado em uma edição recente da Nano Letras , um jornal científico mensal publicado pela American Chemical Society. A pesquisa preliminar da equipe apareceu na Nature News em 2010.

p O desafio atual com imagens de células ocorre quando os cientistas usam microscópios eletrônicos para imagens de células bacterianas. Como esses microscópios exigem alto vácuo, eles removem a água das células. As células biológicas contêm 70 a 80 por cento de água, e o resultado é uma célula severamente encolhida. Como resultado, é um desafio obter uma imagem precisa das células e seus componentes em seu estado natural.

p Mas Berry e sua equipe criaram uma solução para o desafio da imagem aplicando grafeno. O grafeno atua como uma capa impermeável ao redor das bactérias, de modo que as células retêm água e não encolhem sob o alto vácuo dos microscópios eletrônicos. Isso fornece uma imagem microscópica da célula em seu tamanho natural.

p Os mantos de carbono podem ser enrolados em volta das bactérias usando dois métodos. O primeiro método envolve colocar uma folha de grafeno em cima da bactéria, muito parecido com cobrir-se com um lençol. O outro método envolve envolver as bactérias com uma solução de grafeno, onde as folhas de grafeno envolvem as bactérias. Em ambos os casos, as folhas de grafeno foram funcionalizadas com uma proteína para aumentar a ligação com a parede celular bacteriana.

p Sob o alto vácuo de um microscópio eletrônico, a bactéria envolvida não mudou de tamanho por 30 minutos, dando aos cientistas tempo suficiente para observá-los. Este é um resultado direto da alta resistência e impermeabilidade da capa de grafeno, Berry disse.

p As outras propriedades extraordinárias do grafeno aumentam a resolução da imagem em microscopia. Sua transparência de elétrons permite uma imagem limpa das células. Uma vez que o grafeno é um bom condutor de calor e eletricidade, o carregamento eletrônico local e o aquecimento são conduzidos pela capa de grafeno, dando uma visão clara da célula bacteriana também. As células bacterianas não embaladas aparecem escuras com uma parede celular indistinguível.

p "Unicamente, o grafeno tem todas as propriedades necessárias para criar imagens de bactérias em alta resolução, "Berry disse." O projeto fornece uma rota muito simples para amostras de imagem em seu estado úmido nativo. "

p O processo tem potencial para influenciar pesquisas futuras. Os cientistas sempre tiveram problemas para observar amostras de líquidos em microscópios eletrônicos, mas o uso de mantos de carbono pode permitir que eles visualizem amostras úmidas no vácuo. As características fortes e impermeáveis ​​do grafeno garantem que as células envolvidas possam ser facilmente visualizadas sem degradá-las. Berry disse que pode ser possível no futuro usar o grafeno para manter a bactéria viva no vácuo enquanto observa sua bioquímica sob um microscópio.

p A pesquisa também abre caminho para a microscopia de proteínas aprimorada. As proteínas agem de forma diferente quando estão secas e quando estão em solução aquosa. Até agora, a maioria dos estudos de proteínas foram realizados em fases secas, mas a pesquisa de Berry pode permitir que as proteínas sejam mais observadas em ambientes aquosos.

p "Esta pesquisa pode ser o ponto de evolução para o processamento de amostras sensíveis com grafeno para obter imagens aprimoradas, "Berry disse.