p Popeye, o herói dos quadrinhos, jura por ele, assim como gerações de pais que deliciam seus filhos com espinafre. Claro, hoje sabe-se que o vegetal não é tão rico em ferro como se pensava originalmente, mas esse ferro é, não obstante, essencial para nosso bem-estar físico, é indiscutível. A falta de ferro - causada pela desnutrição - pode levar à anemia, enquanto um nível elevado de ferro pode sinalizar a presença de uma resposta inflamatória aguda. Portanto, o nível de ferro no sangue é um importante agente de diagnóstico médico. Pesquisadores da Ulm University, liderado pelo físico experimental Fedor Jelezko, o físico teórico Martin Plenio e a química Tanja Weil, desenvolveram um novo biossensor para determinação do teor de ferro baseado em nanodiamantes. p "Os exames de sangue padrão não capturam - como se poderia esperar - íons de ferro livres no sangue, porque o ferro livre é tóxico e, portanto, dificilmente detectável no sangue, "explica a professora Tanja Weil, diretor do Instituto de Química Orgânica III, University of Ulm. Esses métodos são baseados em certas proteínas que são responsáveis ​​pelo armazenamento e transporte de ferro. Uma dessas proteínas é a ferritina, que pode conter até 4, 500 íons de ferro magnéticos. A maioria dos testes padrão são baseados em técnicas imunológicas e estimam a concentração de ferro indiretamente com base em diferentes marcadores. Os resultados de diferentes testes podem, no entanto, levar a resultados inconsistentes em algumas situações clínicas.

p Os cientistas do Ulm desenvolveram uma abordagem completamente nova para detectar a ferritina. Isso exigiu uma combinação de várias novas idéias. Primeiro, cada átomo de ferro ligado à ferritina gera um campo magnético, mas como existem apenas 4, 500 deles, o campo magnético total que eles geram é muito pequeno e, portanto, difícil de medir. Isso de fato, apresentou o segundo desafio para a equipe:desenvolver um método que seja suficientemente sensível para detectar tais campos magnéticos fracos. Isso eles conseguiram fazendo uso de um completamente novo, tecnologia inovadora baseada em minúsculos diamantes artificiais de tamanho nanométrico. Crucialmente, esses diamantes não são perfeitos - incolores e transparentes - mas contêm defeitos de rede que são opticamente ativos e, portanto, fornecem a cor dos diamantes.

p "Esses centros de cores nos permitem medir a orientação dos spins do elétron em campos externos e, assim, medir sua força", explica o professor Fedor Jelezko, diretor do Instituto de Óptica Quântica de Ulm. Em terceiro lugar, a equipe teve que encontrar uma maneira de adsorver a ferritina na superfície do diamante. "Isso foi alcançado com a ajuda de interações eletrostáticas entre as minúsculas partículas de diamante e as proteínas de ferritina, "acrescenta Weil. Finalmente, “A modelagem teórica foi essencial para garantir que o sinal medido seja de fato consistente com a presença de ferritina e, assim, validar o método, "afirma Martin Plenio, diretor do Instituto de Física Teórica. Os planos futuros da equipe Ulm incluem a determinação precisa do número de proteínas de ferritina e a carga média de ferro de proteínas individuais.

p A demonstração deste método inovador, relatado em Nano Letras , representa um primeiro passo em direção aos objetivos de seu recém-concedido BioQ Synergy Grant. O foco deste projeto é a exploração de propriedades quânticas em biologia e a criação de estruturas de diamante auto-organizadas.

p "Os sensores de diamante podem, portanto, ser aplicados em biologia e medicina, "dizem os cientistas do Ulm. Mas sua nova invenção tem seus limites". Se as crianças realmente comeram espinafre não pode ser detectado com o sensor de diamante, ainda é prerrogativa dos pais ", confessa o físico quântico Plenio.