(Phys.org) - Combinando tecnologias de microscópio de força óptica e atômica, Pesquisadores da Universidade Estadual de Iowa e do Laboratório Ames descobriram uma maneira de completar medições 3-D de moléculas biológicas únicas com exatidão e precisão sem precedentes.

As tecnologias existentes permitem aos pesquisadores medir moléculas individuais nos eixos xey de um plano 2-D. A nova tecnologia permite que os pesquisadores façam medições de altura (eixo z) até o nanômetro - apenas um bilionésimo de metro - sem ótica customizada ou superfícies especiais para as amostras.

“Este é um tipo completamente novo de medição que pode ser usado para determinar a posição z das moléculas, ”Disse Sanjeevi Sivasankar, um professor assistente de física e astronomia do estado de Iowa e um associado do Laboratório Ames do Departamento de Energia dos EUA.

Detalhes da tecnologia foram publicados recentemente pela revista Nano Letras . Os co-autores do estudo são Sivasankar; Hui Li, um associado de pesquisa de pós-doutorado do estado de Iowa em física e astronomia e um associado do Laboratório Ames; e Chi-Fu Yen, um estudante de doutorado do estado de Iowa em engenharia elétrica e da computação e um estudante associado do Laboratório Ames.

O programa de pesquisa de Sivasankar tem dois objetivos:aprender como as células biológicas aderem umas às outras e desenvolver novas ferramentas para estudar essas células.

É por isso que a nova tecnologia de microscópio - chamada de nanometria axial de onda estacionária (SWAN) - foi desenvolvida no laboratório de Sivasankar.

É assim que a tecnologia funciona:os pesquisadores conectam um microscópio de força atômica comercial a um microscópio de fluorescência de molécula única. A ponta do microscópio de força atômica é posicionada sobre um feixe de laser focado, criando um padrão de onda estacionária. Uma molécula que foi tratada para emitir luz é colocada dentro da onda estacionária. Conforme a ponta do microscópio de força atômica se move para cima e para baixo, a fluorescência emitida pela molécula flutua de uma forma que corresponde à sua distância da superfície. Essa distância pode ser comparada a um marcador na superfície e medida.

“Podemos detectar a altura da molécula com exatidão e precisão nanométrica, ”Disse Sivasankar.

O artigo relata que as medições da altura de uma molécula são precisas em menos de um nanômetro. Ele também informa que as medições podem ser feitas repetidamente com uma precisão de 3,7 nanômetros.

A equipe de pesquisa de Sivasankar usou nanoesferas fluorescentes e fitas simples de DNA para calibrar, testar e provar seu novo instrumento.

Os usuários que poderiam se beneficiar com a tecnologia incluem pesquisadores médicos que precisam de dados de alta resolução de microscópios. Sivasankar acredita que a tecnologia tem potencial comercial e está confiante de que ela avançará seu próprio trabalho em biofísica de molécula única.

“Esperamos usar essa tecnologia para levar essa pesquisa adiante, Disse ele. “E ao fazer isso, vamos continuar a inventar novas tecnologias. ”