p (Phys.org) —Called BRIGHTs, as pequenas sondas descritas na edição online da Materiais avançados em 15 de novembro, ligam-se a biomarcadores de doenças e, quando varrido por um laser infravermelho, acender para revelar sua localização. p Por menores que sejam, as sondas são objetos primorosamente projetados:nanopartículas de ouro cobertas com moléculas chamadas repórteres Raman, por sua vez, coberto por uma fina casca de ouro que forma espontaneamente um dodecaedro.

p Os repórteres Raman são moléculas cujos átomos oscilantes respondem a uma sonda de laser espalhando luz em comprimentos de onda característicos.

p A casca e o núcleo criam um ponto de acesso eletromagnético na lacuna entre eles que aumenta a emissão dos repórteres por um fator de quase um trilhão.

p BRIGHTs brilham cerca de 1,7 x 10 ¹¹ mais brilhantemente do que repórteres Raman isolados e cerca de 20 vezes mais intensamente do que a sonda concorrente mais próxima, disse Srikanth Singamaneni, PhD, professor assistente de engenharia mecânica e ciência dos materiais na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da Universidade de Washington em St. Louis.

p Indo ao sinal dos repórteres Raman

p Singamaneni e seu associado de pesquisa de pós-doutorado Naveen Gandra, PhD, tentei vários designs de sondas diferentes antes de escolher BRIGHTS.

p O laboratório de Singamaneni trabalha há anos com espectroscopia Raman, uma técnica espectroscópica usada para estudar os modos vibracionais (flexão e alongamento) das moléculas. A luz laser interage com esses modos e a molécula então emite luz em comprimentos de onda maiores ou menores que são característicos da molécula,

p Espalhamento Raman espontâneo, como este fenômeno é chamado, é por natureza muito fraco, mas há 30 anos os cientistas acidentalmente tropeçaram no fato de que é muito mais forte se as moléculas são adsorvidas em superfícies metálicas ásperas. Em seguida, eles descobriram que as moléculas anexadas a nanopartículas metálicas brilham ainda mais do que as anexadas a superfícies ásperas.

p O aumento de intensidade do espalhamento Raman aprimorado pela superfície, ou SERS, é potencialmente enorme. "É bem sabido que se você prensar repórteres Raman entre dois materiais plasmônicos, como ouro ou prata, você verá um realce dramático de Raman, "Singamaneni diz.

p Originalmente, sua equipe tentou criar pontos de calor eletromagnéticos intensos ao colar partículas menores em uma partícula central maior, criando assemblies de núcleo-satélite que se parecem com margaridas.

p "Mas percebemos que esses conjuntos não são ideais para bioimagem, " ele diz, "porque as partículas eram mantidas juntas por interações eletrostáticas fracas e os conjuntos iam se desfazer no corpo."

p Em seguida, eles tentaram usar algo chamado química do Click para fazer ligações covalentes mais fortes entre os satélites e o núcleo.

p "Tivemos algum sucesso com essas montagens, "Singamaneni diz, "mas, nesse ínterim, começamos a nos perguntar se não poderíamos fazer um ponto quente eletromagnético dentro de uma única nanopartícula em vez de entre as partículas.

p "Ocorreu-nos que, se colocássemos repórteres Raman entre o núcleo e a casca de uma única partícula, poderíamos criar um ponto de acesso interno."

p Essa ideia funcionou como um encanto.

p Um arco-íris de sondas dispensando remédios com cuidado?

p O próximo passo, diz Singamaneni, é testar BRIGHTS in vivo no laboratório de Sam Achilefu, PhD, professor de radiologia da Faculdade de Medicina.

p Mas ele já está pensando em maneiras de aproveitar ainda mais o design.

p Uma vez que diferentes moléculas repórter Raman respondem em diferentes comprimentos de onda, Singamaneni diz, deve ser possível projetar BRIGHTS direcionados a diferentes biomoléculas que também têm diferentes repórteres Raman e, em seguida, monitorá-los todos simultaneamente com a mesma sonda de luz.

p E ele e Gandra gostariam de combinar BRIGHTS com algum tipo de recipiente de drogas, de modo que os recipientes pudessem ser rastreados no corpo e na droga e liberados apenas quando atingisse o tecido alvo, evitando assim muitos dos efeitos colaterais temidos pelos pacientes.

p Boas coisas, como eles dizem, vêm em pacotes pequenos.