p Os pesquisadores que trabalham para desenvolver imagens úteis para a medicina e a segurança estão capitalizando o mesmo fenômeno por trás da imagem persistente de "fantasma" que aparecia em telas de televisão antigas. p Uma equipe de pesquisadores da Purdue University e da Macquarie University em Sydney criou uma maneira de controlar a duração da duração da luz de um nanocristal luminescente, adicionando uma nova dimensão de tempo para cor e brilho na tecnologia de detecção óptica.

p Detecção baseada na vida útil da luz, bem como sua cor específica, ou comprimento de onda, aumenta exponencialmente o número de combinações diferentes que podem ser criadas e usadas como assinaturas exclusivas, ou tags, para telas biomédicas. Telas baseadas nesta nova tecnologia podem identificar milhares de moléculas-alvo diferentes simultaneamente, ultrapassando de longe os limites atuais dessas telas para cerca de 20 moléculas diferentes.

p "Esses nanocristais podem formar códigos de combinação, como códigos de barras, para formar uma vasta biblioteca de sondas moleculares distinguíveis, que pode ser usado para diagnósticos complexos, "disse Dayong Jin, o professor de fotônica da Macquarie que liderou a pesquisa. "Eles podem ser usados ​​para testes de triagem que podem identificar mais rápida e precisamente a causa da infecção, resíduos de câncer em um estágio inicial e localizar os alvos moleculares específicos para terapias medicamentosas direcionadas. "

p Além disso, a luz emitida pelos novos nanocristais supera em muito a que ocorre naturalmente nos sistemas biológicos, chamada autofluorescência. Essa diferença de tempo separa distintamente o sinal do ruído de fundo, disse J. Paul Robinson, o professor de citômica na Faculdade de Medicina Veterinária de Purdue e professor na Escola de Engenharia Biomédica Weldon de Purdue que ajudou a conduzir o estudo nos últimos quatro anos.

p "Os fótons emitidos por esses nanocristais duram 1, 000 vezes mais do que os fótons emitidos por sistemas biológicos que causam ruído de fundo, "disse Robinson, que também é diretor do Purdue Cytometry Laboratories. "Os fótons nanocristais permanecem, assim como os fótons que criaram as imagens 'fantasmas' nas telas de televisão antigas que permaneceriam depois que você desligasse o aparelho. Um fenômeno semelhante está acontecendo nesses nanocristais. Podemos capturar esse sinal depois que os outros escurecerem e obter uma resolução incrível. "

p O trabalho da equipe é detalhado em artigo que será publicado na próxima edição da Nature Photonics e atualmente está disponível online. Jin liderou o projeto e a fabricação das nanopartículas, que os pesquisadores chamaram de t-Dots. Robinson liderou o desenvolvimento do conceito e os testes biológicos da tecnologia de detecção.

p A pesquisa de Robinson se concentra na citometria de fluxo, a análise das células contidas em um líquido que passa por um feixe de laser. A equipe de pesquisa construiu um sistema de citometria de varredura resolvido no tempo que foi capaz de avaliar a vida útil da luz emitida, bem como a cor e capturar os sinais τ-Dot.

p "Partículas contendo esses pontos τ podem ser facilmente adaptadas para ligar diferentes anticorpos, "Robinson disse." Um sistema pequeno e portátil poderia ser criado para sondar vários patógenos ao mesmo tempo em bebidas ou alimentos. "

p A equipe de pesquisa colocou em camadas com sucesso os nanocristais com uma sequência específica de vidas dentro de τ-Dots individuais para criar assinaturas exclusivas e ligar com sucesso uma proteína aos τ-Dots, permitindo que eles procurassem e se ligassem a Giardia lamblia, ele disse. Em seguida, Robinson planeja refinar os projetos de instrumentos de citometria de fluxo que podem ler as assinaturas τ-Dot e explorar as aplicações biomédicas de novas ferramentas de detecção.

p "A citometria de fluxo é uma ferramenta de diagnóstico que é usada em uma variedade de aplicações, desde cuidados de saúde a segurança interna, "Robinson disse." Pode analisar sangue e urina para diagnosticar doenças, ou pode analisar uma amostra retirada de uma superfície ou do ar misturado com água para detectar patógenos ou agentes químicos de origem alimentar. Com as nano tags τ-Dot ', 'temos a capacidade de rastrear muitos alvos ao mesmo tempo, e apenas um pequeno volume de amostra será necessário para reunir uma grande quantidade de informações em um período muito curto de tempo. "

p Os nanocristais são minúsculos aglomerados de sódio, íons de ítrio e fluoreto com vestígios de íons de itérbio e o elemento de terra rara emissora de azul, túlio. O íon itérbio serve como um gatilho para a reação que controla a fluorescência do túlio, e os pesquisadores controlaram o tempo de emissão dessa luz variando a distância entre as duas.

p Quando um laser atinge um nanocristal, ele desencadeia uma reação que leva à emissão de um fóton em um comprimento de onda visível, ou uma explosão de luz visível.

p Os τ-Dots também podem ser usados ​​para criar marcas invisíveis e quase impossíveis de forjar em documentos, itens ou moeda como medida antifalsificação, disse Yiqing Lu, pesquisador sênior em fotônica da Macquarie University.

p "Ao aplicar τ-Dots a qualquer superfície, podemos deixar uma mensagem secreta ou marca em qualquer produto, que só será revelado por um scanner especialmente projetado, "Lu disse." Isso tem um enorme potencial para confirmar a autenticidade de qualquer produto, de drogas farmacêuticas a suprimentos médicos de correio. "

p A equipe de pesquisa da Macquarie está investigando esta aplicação, bem como a capacidade de colocar os pontos τ para criar armazenamento de dados de alta densidade, ele disse.