p (Phys.org) - Dois grupos independentes de cientistas nos EUA e na Alemanha reduziram a imagem de ressonância magnética (MRI) para a nanoescala, o que pode permitir que no futuro detectem e visualizem de forma não destrutiva moléculas pequenas, como proteínas, em temperatura e pressão ambiente. Anteriormente, a imagem em nanoescala só era possível em temperaturas e pressões extremamente baixas. p A ressonância magnética funciona por meio da detecção de campos eletromagnéticos fracos produzidos pelos núcleos de átomos, como o hidrogênio dentro das moléculas que estão sendo estudadas, e a ressonância coletiva desses campos. É capaz de criar imagens de estruturas sem destruí-las, o que o torna útil para digitalizar corpos, mas sua sensibilidade relativamente baixa restringiu até agora seu uso em pequena escala a produtos químicos com volumes medidos em micrômetros, na melhor das hipóteses.

p Dois artigos publicados na revista Ciência descrever a pesquisa feita pelos dois grupos separados, que ambos usaram manchas escuras, ou defeitos de vacância de nitrogênio (NV), na superfície dos diamantes. O diamante é inerte magneticamente porque consiste inteiramente de átomos de carbono ligados covalentemente, e não há elétrons livres. Contudo, pode haver imperfeições, como NVs, em que um único carbono é substituído por um átomo de nitrogênio, adjacente a uma vaga na rede onde um átomo de carbono está faltando. Os NVs têm um elétron livre, o que lhe confere propriedades magnéticas únicas, e são essas propriedades que as duas equipes de pesquisa exploraram.

p A primeira equipe, liderado por Daniel Rugar e John Mamim do Centro de Pesquisa Almaden em San Jose, Califórnia, usaram manchas escuras de diamante para detectar campos magnéticos fracos em materiais próximos à superfície do diamante. O grupo de Rugar sintetizou diamante extremamente puro com centros NV próximos à superfície e o cobriu com um polímero de 60 nanômetros de espessura. Eles então aplicaram um campo magnético oscilante. Dr. Rugar explicou que quando você ilumina as manchas escuras com luz verde, elas fluorescem em vermelho, e o brilho depende do estado magnético do centro NV. Os campos magnéticos externos nas proximidades podem afetar o spin do elétron central NV, que por sua vez afeta o brilho do vermelho fluorescente.

p A segunda equipe, liderado por Friedemann Reinhard da Universidade de Stuttgart, também usou defeitos de vacância de nitrogênio em amostras extremamente puras de diamante sintetizado, mas eles os usaram para registrar os espectros de RMN de uma gama de produtos químicos colocados na superfície do diamante. Dr. Reinhard disse que seu método era mais passivo do que os métodos usados ​​pela equipe de Rugar, mas isso torna um pouco mais fácil de implementar.

p A pesquisa é importante porque é difícil determinar estruturas de proteínas de forma convencional, que envolve expressar e purificar as proteínas e depois cristalizá-las. Ser capaz de obter uma imagem de ressonância magnética simplificaria o processo e permitiria que as estruturas de todas as proteínas fossem trabalhadas. No momento, a pesquisa de ambas as equipes está em um nível de "prova de princípio", de acordo com a equipe de Rugar, e mais pesquisas são necessárias antes que as técnicas possam ser usadas para criar imagens de moléculas. p © 2013 Phys.org