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  • Microscópios nanolentes podem detectar vírus, outros objetos em nanoescala
    p Imagem nanolente do vírus da gripe H1N1:detecção holográfica super-resolvida de pixel sem lente de vírus influenza A (H1N1) individuais. A barra de escala mostra 10 micrômetros.

    p (Phys.org) - Usando pequenas lentes líquidas que se montam em torno de objetos microscópicos, uma equipe da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas Henry Samueli da UCLA criou um método de microscopia óptica que permite aos usuários ver objetos diretamente em mais de 1, 000 vezes menor que a largura de um cabelo humano. p Juntamente com técnicas de reconstrução computacional baseadas em computador, esta plataforma portátil e econômica, que tem um amplo campo de visão, pode detectar vírus e nanopartículas individuais, tornando-o potencialmente útil no diagnóstico de doenças em locais de atendimento ou áreas onde os recursos médicos são limitados.

    p A microscopia eletrônica é um dos padrões de ouro atuais para a visualização de objetos em nanoescala. Esta tecnologia usa um feixe de elétrons para delinear a forma e a estrutura de objetos em nanoescala. Outras técnicas baseadas em imagens ópticas também são usadas, mas todos eles são relativamente volumosos, requerem tempo para a preparação e análise de amostras, e têm um campo de visão limitado - normalmente menor que 0,2 milímetros quadrados - o que pode tornar a visualização de partículas em uma população esparsa, como baixas concentrações de vírus, desafiante.

    p Para superar esses problemas, a equipe UCLA, liderado por Aydogan Ozcan, professor associado de engenharia elétrica e bioengenharia, desenvolveu a nova plataforma de microscopia óptica usando lentes em nanoescala que se fixam nos objetos que precisam ser visualizados. Isso permite que os usuários vejam vírus únicos e outros objetos de uma forma relativamente barata e permite o processamento de um grande volume de amostras.

    p Usando o microscópio de lente nano. (A) A configuração experimental. (B) Modelo numérico e imagens de microscópio eletrônico de varredura do grânulo apenas, e configuração de lente nano-conta. (C) Etapas da preparação da amostra.

    p "Este trabalho demonstra uma técnica de alto rendimento e econômica para detectar partículas ou vírus abaixo de 100 nanômetros em áreas de amostra muito grandes, "disse Ozcan, que também é membro do California NanoSystems Institute e tem uma nomeação como docente no departamento de cirurgia da David Geffen School of Medicine na UCLA. "É possibilitado por uma combinação única de química de superfície e imagem computacional."

    p A equipe também incluiu os autores principais Onur Mudanyali e Euan McLeod, ambos acadêmicos de pós-doutorado da UCLA no Laboratório de Pesquisa de BioPhotonics da Ozcan; Wei Luo, Alon Greenbaum e Ahmet F. Coskun, Alunos de graduação da UCLA membros do laboratório de Ozcan; e Yves Hennequin e Cedric P. Allier, colaboradores do CEA-Leti, um instituto de pesquisa com sede na França.

    p Em escalas menores que 100 nanômetros, a microscopia óptica se torna um desafio por causa de seus níveis de sinal de luz fracos. Usando uma composição líquida especial, lentes em nanoescala, que são normalmente mais finos do que 200 nanômetros, auto-montar em torno de objetos em um substrato de vidro.

    p Três colunas à esquerda:Detecção holográfica super-resolvida de pixel sem lente de vírus influenza A (H1N1) individuais. Para comparação, coluna da direita:imagens de lentes objetivas de imersão em óleo de campo claro de vírus H1N1, e uma única imagem de microscópio eletrônico de varredura de um H1N1.

    p Uma fonte de luz simples, como um diodo emissor de luz (LED), é então usado para iluminar o conjunto de objetos de nano-lentes. Ao utilizar uma matriz de sensores à base de silício, que também é encontrado em câmeras de telefones celulares, hologramas sem lente das nanopartículas são detectados. Os hologramas são então reconstruídos rapidamente com a ajuda de um computador pessoal para detectar nanopartículas individuais em um substrato de vidro.

    p Os pesquisadores usaram a nova técnica para criar imagens de nanopartículas de poliestireno simples, bem como adenovírus e partículas virais da gripe H1N1.

    p Embora a técnica não ofereça a alta resolução da microscopia eletrônica, ele tem um campo de visão muito mais amplo - mais de 20 milímetros quadrados - e pode ser útil na localização de objetos em nanoescala em amostras pouco povoadas.

    p A pesquisa é publicada online na revista Nature Photonics .


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