p Cientistas do MIT e da Universidade do Texas em Arlington (UTA) desenvolveram um novo tipo de microscopia que pode gerar imagens de células por meio de um wafer de silício, permitindo-lhes medir com precisão o tamanho e o comportamento mecânico das células atrás do wafer. p A nova tecnologia, que depende de luz infravermelha próxima, poderia ajudar os cientistas a aprender mais sobre células doentes ou infectadas à medida que fluem através de dispositivos microfluídicos de silício.

p "Isso tem o potencial de mesclar a pesquisa em visualização celular com todas as coisas interessantes que você pode fazer em um wafer de silício, "diz Ishan Barman, um ex-pós-doutorado no Laser Biomedical Research Center (LBRC) do MIT e um dos principais autores de um artigo que descreve a tecnologia na edição de 2 de outubro da revista Relatórios Científicos .

p Outros autores principais do artigo são o ex-pós-doutorado do MIT Narahara Chari Dingari e os estudantes de graduação da UTA, Bipin Joshi e Nelson Cardenas. O autor sênior é Samarendra Mohanty, professor assistente de física da UTA. Outros autores são a ex-pós-doutoranda do MIT Jaqueline Soares, atualmente professor adjunto da Universidade Federal de Ouro Preto, Brasil, e Ramachandra Rao Dasari, diretor associado do LBRC.

p O silício é comumente usado para construir dispositivos microfluídicos "lab-on-a-chip", que pode classificar e analisar células com base em suas propriedades moleculares, bem como dispositivos microeletrônicos. Esses dispositivos têm muitas aplicações potenciais em pesquisa e diagnóstico, mas eles poderiam ser ainda mais úteis se os cientistas pudessem imaginar as células dentro dos dispositivos, diz Barman, que agora é professor assistente de engenharia mecânica na Universidade Johns Hopkins.

p Para conseguir isso, Barman e seus colegas aproveitaram o fato de que o silício é transparente para os comprimentos de onda de luz infravermelha e quase infravermelha. Eles adaptaram uma técnica de microscopia conhecida como imagem de fase quantitativa, que funciona enviando um feixe de laser através de uma amostra, em seguida, dividindo o feixe em dois. Ao recombinar esses dois feixes e comparar as informações transportadas por cada um, os pesquisadores podem determinar a altura da amostra e seu índice de refração - uma medida de quanto o material força a luz a se curvar ao passar.

p A imagem de fase quantitativa tradicional usa um laser de néon hélio, que produz luz visível, mas para o novo sistema, os pesquisadores usaram um laser de safira de titânio que pode ser ajustado para comprimentos de onda infravermelho e próximo ao infravermelho. Para este estudo, os pesquisadores descobriram que a luz com comprimento de onda de 980 nanômetros funcionava melhor.

p Usando este sistema, os pesquisadores mediram as mudanças na altura dos glóbulos vermelhos, com sensibilidade em nanoescala, através de uma pastilha de silício semelhante às usadas na maioria dos laboratórios de eletrônica.

p À medida que os glóbulos vermelhos fluem pelo corpo, eles freqüentemente precisam se espremer em vasos muito estreitos. Quando essas células são infectadas com malária, eles perdem a capacidade de deformar, e formar tamancos em vasos minúsculos. A nova técnica de microscopia pode ajudar os cientistas a estudar como isso acontece, Dingari diz; também pode ser usado para estudar a dinâmica das células sanguíneas malformadas que causam a anemia falciforme.

p Os pesquisadores também usaram seu novo sistema para monitorar células renais embrionárias humanas à medida que água pura era adicionada ao ambiente - um choque que força as células a absorver água e inchar. Os pesquisadores conseguiram medir o quanto as células se distenderam e calcular a mudança em seu índice de refração.

p "Ninguém mostrou este tipo de microscopia de estruturas celulares antes através de um substrato de silício, "Mohanty diz.

p "Esta é uma nova direção empolgante que provavelmente abrirá enormes oportunidades para imagens de fase quantitativa, "diz Gabriel Popescu, um professor assistente de engenharia elétrica e ciência da computação na Universidade de Illinois em Urbana-Champaign que não fazia parte da equipe de pesquisa.

p "As possibilidades são infinitas:de dispositivos micro e nanofluídicos a substratos estruturados, os dispositivos podem ter como alvo aplicações que variam de detecção molecular a caracterização de células inteiras e triagem de drogas em populações de células, "Popescu diz.

p O laboratório de Mohanty na UTA agora está usando o sistema para estudar como os neurônios crescidos em uma pastilha de silício se comunicam entre si.

p No Relatórios Científicos papel, os pesquisadores usaram bolachas de silício com cerca de 150 a 200 mícrons de espessura, mas desde então eles mostraram que silício mais espesso pode ser usado se o comprimento de onda da luz for aumentado para a faixa do infravermelho. Os pesquisadores também estão trabalhando na modificação do sistema para que ele possa fazer imagens em três dimensões, semelhante a uma tomografia computadorizada.

p A pesquisa foi financiada pelo Instituto Nacional de Imagens Biomédicas e Bioengenharia e Tecnologias Nanoscópicas, LLC. p Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.