p Engenheiros da Ohio State University inventaram um novo tipo de nanopartícula que brilha em cores diferentes para marcar moléculas em testes biomédicos. p Essas minúsculas nanopartículas de plástico são recheadas com pedaços ainda menores de eletrônicos chamados de pontos quânticos. Como pequenos semáforos, as partículas brilham intensamente em vermelho, amarelo, ou verde, assim, os pesquisadores podem rastrear moléculas facilmente sob um microscópio.

p Esta é a primeira vez que alguém cria nanopartículas fluorescentes que podem mudar de cor continuamente.

p Jessica Winter, professor assistente de engenharia química e biomolecular e engenharia biomédica, e o cientista pesquisador Gang Ruan descrevem sua tecnologia com patente pendente na edição online do jornal Nano Letras .

p Os pesquisadores rotineiramente marcam as moléculas com materiais fluorescentes para vê-las ao microscópio. Ao contrário das moléculas fluorescentes mais comuns, pontos quânticos brilham muito, e pode iluminar reações químicas especialmente bem, permitindo que os pesquisadores vejam o funcionamento interno das células vivas.

p Um obstáculo para o combate a doenças importantes como o câncer é a falta de compreensão dos processos biológicos em nível molecular ou celular, os engenheiros explicaram.

p "Essas novas nanopartículas podem ser uma grande adição ao arsenal de engenheiros biomédicos que estão tentando encontrar as raízes das doenças, "Ruan disse.

p "Podemos adaptar essas partículas para marcar moléculas específicas, e usar as cores para rastrear processos que de outra forma não seríamos capazes, "ele continuou." Além disso, este trabalho pode ser inovador para o campo da nanotecnologia como um todo, porque resolve dois problemas aparentemente irreconciliáveis ​​com o uso de pontos quânticos. "

p Os pontos quânticos são pedaços de semicondutores que medem apenas alguns nanômetros, ou bilionésimos de um metro, entre. Eles não são visíveis a olho nu, mas quando a luz brilha sobre eles, eles absorvem energia e começam a brilhar. Isso é o que os torna bons marcadores para moléculas.

p Devido aos efeitos da mecânica quântica, os pontos quânticos "cintilam" - eles piscam e apagam em momentos aleatórios. Quando muitos pontos se juntam, Contudo, seu piscar aleatório é menos perceptível. Então, grandes aglomerados de pontos quânticos parecem brilhar com uma luz constante.

p Piscar tem sido um problema para os pesquisadores, porque quebra a trajetória de uma partícula em movimento ou molécula marcada que eles estão tentando seguir. Ainda, piscar também é benéfico, porque quando os pontos se juntam e o piscar desaparece, os pesquisadores sabem com certeza que moléculas marcadas se agregaram.

p "Piscar é bom e ruim, "Ruan explicou." Mas um dia percebemos que podíamos usar o 'bom' e evitar o 'ruim' ao mesmo tempo, agrupando alguns pontos quânticos de cores diferentes dentro de uma micela. "

p Uma micela é um recipiente esférico de tamanho nanométrico, e embora as micelas sejam úteis para experimentos de laboratório, eles são facilmente encontrados em detergentes domésticos - o sabão forma micelas que capturam os óleos na água. Ruan criou micelas usando polímeros, com diferentes combinações de pontos quânticos vermelhos e verdes dentro deles.

p Em testes, ele confirmou que as micelas pareciam brilhar continuamente. Aqueles recheados com apenas pontos quânticos vermelhos brilhavam em vermelho, e aqueles recheados com verde brilhavam verdes. Mas aqueles que ele enchia com pontos vermelhos e verdes alternavam de vermelho para verde e amarelo.

p A mudança de cor ocorre quando um ou outro ponto pisca dentro da micela. Quando um ponto vermelho pisca e o verde pisca, a micela brilha em verde. Quando o verde pisca e o vermelho pisca, a micela brilha em vermelho. Se ambos estiverem acesos, a micela brilha em amarelo.

p A cor amarela se deve à percepção da luz por nossos olhos. O processo é o mesmo de quando um pixel vermelho e um pixel verde aparecem juntos na televisão ou na tela do computador:nossos olhos vêem o amarelo.

p Ninguém pode controlar quando as mudanças de cor ocorrem dentro de micelas individuais. Mas porque as partículas brilham continuamente, os pesquisadores podem usá-los para rastrear moléculas marcadas continuamente. Eles também podem monitorar as mudanças de cor para detectar quando as moléculas se juntam.

p Winter e Ruan disseram que as partículas também podem ser usadas em pesquisas de mecânica dos fluidos - especificamente, microfluídica. Os pesquisadores que estão desenvolvendo minúsculos dispositivos médicos com canais de separação de fluidos podem usar pontos quânticos para seguir o caminho do fluido.

p A mesma equipe de pesquisa do estado de Ohio também está desenvolvendo partículas magnéticas para aprimorar imagens médicas de câncer, e pode ser possível combinar magnetismo com a tecnologia de pontos quânticos para diferentes tipos de imagem. Mas antes que as partículas fossem seguras para uso no corpo, eles teriam que ser feitos de materiais biocompatíveis. Os nanomateriais à base de carbono são uma opção possível.

p Enquanto isso, Winter e Ruan vão continuar desenvolvendo as partículas de pontos quânticos que mudam de cor para estudos de células e moléculas no microscópio. Eles também vão explorar o que acontece quando pontos quânticos de outra cor - por exemplo, azul - são adicionados à mistura.