(PhysOrg.com) - Os pesquisadores demonstraram uma nova ferramenta de imagem para rastrear estruturas chamadas nanotubos de carbono em células vivas e na corrente sanguínea, que poderia auxiliar os esforços para aperfeiçoar seu uso em pesquisa biomédica e medicina clínica.

As estruturas têm aplicações potenciais na entrega de medicamentos para o tratamento de doenças e imagens para a pesquisa do câncer. Dois tipos de nanotubos são criados no processo de fabricação, metálico e semicondutor. Até agora, Contudo, não houve nenhuma técnica para ver os dois tipos nas células vivas e na corrente sanguínea, disse Ji-Xin Cheng, professor associado de engenharia biomédica e química na Purdue University.

A técnica de imagem, chamada de absorção transitória, usa um laser infravermelho pulsante para depositar energia nos nanotubos, que então são sondados por um segundo laser infravermelho próximo.

Os pesquisadores superaram os principais obstáculos no uso da tecnologia de imagem, detectar e monitorar os nanotubos em células vivas e ratos de laboratório, Disse Cheng.

"Porque podemos fazer isso em alta velocidade, podemos ver o que está acontecendo em tempo real enquanto os nanotubos estão circulando na corrente sanguínea, " ele disse.

As descobertas são detalhadas em um artigo de pesquisa publicado online no domingo (4 de dezembro) no jornal Nature Nanotechnology .

A técnica de imagem é "sem etiqueta, "o que significa que não requer que os nanotubos sejam marcados com corantes, tornando-o potencialmente prático para pesquisa e medicina, Disse Cheng.

“É uma ferramenta fundamental de pesquisa que fornecerá informações para a comunidade científica aprender a aperfeiçoar o uso de nanotubos para aplicações biomédicas e clínicas, " ele disse.

O método de imagem convencional usa luminescência, que é limitado porque detecta os nanotubos semicondutores, mas não os metálicos.

Os nanotubos têm um diâmetro de cerca de 1 nanômetro, ou aproximadamente o comprimento de 10 átomos de hidrogênio amarrados juntos, tornando-os muito pequenos para serem vistos com um microscópio de luz convencional. Um desafio ao usar o sistema de imagem de absorção transiente para células vivas era eliminar a interferência causada pelo brilho de fundo dos glóbulos vermelhos, que é mais brilhante do que os nanotubos.

Os pesquisadores resolveram esse problema separando os sinais dos glóbulos vermelhos e dos nanotubos em dois "canais" separados. A luz dos glóbulos vermelhos é ligeiramente atrasada em comparação com a luz emitida pelos nanotubos. Os dois tipos de sinais são "separados por fase", restringindo-os a canais diferentes com base neste atraso.

Os pesquisadores usaram a técnica para ver os nanotubos circulando nos vasos sanguíneos das orelhas de ratos.

"Isso é importante para a entrega de drogas porque você quer saber quanto tempo os nanotubos permanecem nos vasos sanguíneos após serem injetados, "Cheng disse." Então você precisa visualizá-los em tempo real circulando na corrente sanguínea.

As estruturas, chamados de nanotubos de carbono de parede única, são formados pelo enrolamento de uma camada de grafite com a espessura de um átomo, chamada de grafeno. Os nanotubos são inerentemente hidrofóbicos, então, alguns dos nanotubos usados ​​no estudo foram revestidos com DNA para torná-los solúveis em água, que é necessário para que sejam transportados na corrente sanguínea e nas células.

Os pesquisadores também tiraram imagens de nanotubos no fígado e outros órgãos para estudar sua distribuição em camundongos, e eles estão usando a técnica de imagem para estudar outros nanomateriais, como o grafeno.