p Uma única célula em nosso corpo é composta de milhares de milhões de biomoléculas diferentes que trabalham juntas de uma forma extremamente bem coordenada. Da mesma forma, muitas reações biológicas e bioquímicas ocorrem apenas se as moléculas estiverem presentes em concentrações muito altas. Compreender como todas essas moléculas interagem umas com as outras é a chave para o avanço do nosso conhecimento em biologia molecular e celular. p Este conhecimento é de importância central e fundamental na busca pela detecção dos estágios iniciais de muitas doenças humanas. Como tal, um dos objetivos principais em Ciências da Vida e Biotecnologia é observar como as moléculas individuais funcionam e interagem umas com as outras nesses ambientes superlotados. Infelizmente, detectar uma molécula entre milhões de moléculas vizinhas era tecnicamente impossível até agora. A chave para detectar com sucesso a única molécula está na concepção e produção de um dispositivo de trabalho que reduza a região de observação a um tamanho minúsculo que é comparável ao tamanho da própria molécula, ou seja, apenas alguns nanômetros.

p Pesquisadores do Instituto Fresnel em Marselha e ICFO-the Institute for Photonic Sciences in Barcelona reportam em Nature Nanotechnology o design e fabricação do menor dispositivo óptico, capaz de detectar e sentir biomoléculas individuais em concentrações semelhantes às encontradas no contexto celular. O dispositivo chamado "antena em uma caixa" consiste em uma pequena antena dimer feita de duas semiesferas de ouro, separados uns dos outros por uma lacuna tão pequena quanto 15 nm. A luz enviada para esta antena é enormemente amplificada na região da lacuna onde ocorre a detecção real da biomolécula de interesse. Como a amplificação da luz está confinada às dimensões da lacuna, apenas moléculas presentes nesta minúscula região são detectadas. Um segundo truque que os pesquisadores usaram para fazer esse dispositivo funcionar foi embutir as antenas diméricas dentro de caixas também de dimensões nanométricas. "A caixa filtra o" ruído "indesejado de milhões de outras moléculas circundantes, reduzindo o background e melhorando como um todo a detecção de biomoléculas individuais. ", explica Jerome Wenger do Fresnel Institute. Quando testado em diferentes concentrações de amostra, este novo dispositivo de antena in-box permitiu aumento de brilho de fluorescência de 1100 vezes junto com volumes de detecção até 58 zeptolitros (1 zL =10-21L), ou seja, o menor volume de observação do mundo.

p A antena em uma caixa oferece uma plataforma altamente eficiente para realizar uma infinidade de avaliações bioquímicas em nanoescala com sensibilidade de molécula única em condições fisiológicas. Pode ser usado para detecção ultrassensível de pequenas quantidades de moléculas, tornando-se um excelente dispositivo de diagnóstico precoce para o biossensorio de muitos marcadores de doenças. "Ele também pode ser usado como uma nanofonte óptica ultrabrilhante para iluminar processos moleculares em células vivas e, em última análise, visualizar como as biomoléculas individuais interagem umas com as outras. Isso nos aproxima do sonho tão esperado dos biólogos", conclui a pesquisadora do ICFO Prof. Maria Garcia-Parajo.