p Um objetivo há muito procurado de criar partículas que podem emitir um brilho fluorescente colorido em um ambiente biológico, e isso poderia ser precisamente manipulado em posição dentro das células vivas, foi alcançado por uma equipe de pesquisadores do MIT e de várias outras instituições. A descoberta é relatada esta semana no jornal Nature Communications . p A nova tecnologia pode permitir rastrear a posição das nanopartículas à medida que se movem dentro do corpo ou dentro de uma célula. Ao mesmo tempo, as nanopartículas poderiam ser manipuladas com precisão pela aplicação de um campo magnético para puxá-las. E finalmente, as partículas podem ter um revestimento de uma substância biorreativa que pode procurar e se ligar a moléculas específicas dentro do corpo, tais como marcadores para células tumorais ou outros agentes de doença.

p "Há muitos anos é um sonho meu ter um nanomaterial que incorpore fluorescência e magnetismo em um único objeto compacto, "diz Moungi Bawendi, o Lester Wolfe Professor of Chemistry no MIT e autor sênior do novo artigo. Enquanto outros grupos alcançaram alguma combinação dessas duas propriedades, Bawendi diz que "nunca ficou muito satisfeito" com os resultados alcançados anteriormente por sua própria equipe ou por terceiros.

p Por uma coisa, ele diz, tais partículas eram muito grandes para fazer sondas práticas de tecido vivo:"Elas tendem a ter muito volume desperdiçado, "Bawendi diz." A compactação é crítica para aplicações biológicas e muitas outras. "

p Além disso, esforços anteriores foram incapazes de produzir partículas de tamanho uniforme e previsível, que também pode ser uma propriedade essencial para aplicações diagnósticas ou terapêuticas.

p Além disso, Bawendi diz, "Queríamos ser capazes de manipular essas estruturas dentro das células com campos magnéticos, mas também saber exatamente o que estamos movendo. "Todos esses objetivos são alcançados pelas novas nanopartículas, que podem ser identificados com grande precisão pelo comprimento de onda de suas emissões fluorescentes.

p O novo método produz a combinação das propriedades desejadas "em um pacote tão pequeno quanto possível, "Bawendi diz - o que poderia ajudar a pavimentar o caminho para partículas com outras propriedades úteis, como a capacidade de se ligar a um tipo específico de bioreceptor, ou outra molécula de interesse.

p Na técnica desenvolvida pela equipe de Bawendi, liderado pelo autor principal e pós-doutorado Ou Chen, as nanopartículas cristalizam de tal forma que se automontam exatamente da maneira que leva ao resultado mais útil:as partículas magnéticas aglomeram-se no centro, enquanto as partículas fluorescentes formam um revestimento uniforme ao seu redor. Isso coloca as moléculas fluorescentes no local mais visível para permitir que as nanopartículas sejam rastreadas opticamente através de um microscópio.

p "Estas estruturas são lindas, eles são tão limpos, "Diz Bawendi. Essa uniformidade surge, em parte, porque o material inicial, nanopartículas fluorescentes que Bawendi e seu grupo vêm aperfeiçoando há anos, são eles próprios perfeitamente uniformes em tamanho. "Você tem que usar um material muito uniforme para produzir uma construção tão uniforme, "Chen diz.

p Inicialmente, pelo menos, as partículas podem ser usadas para sondar funções biológicas básicas dentro das células, Bawendi sugere. Conforme o trabalho continua, experimentos posteriores podem adicionar materiais adicionais ao revestimento das partículas para que elas interajam de maneiras específicas com moléculas ou estruturas dentro da célula, seja para diagnóstico ou tratamento.

p A capacidade de manipular as partículas com eletroímãs é a chave para usá-los em pesquisas biológicas, Bawendi explica:As minúsculas partículas poderiam se perder na confusão de moléculas que circulam dentro de uma célula. "Sem uma alça magnética, 'é como uma agulha em um palheiro, "diz ele." Mas com o magnetismo, você pode encontrá-lo facilmente. "

p Um revestimento de sílica nas partículas permite que moléculas adicionais se fixem, fazendo com que as partículas se liguem a estruturas específicas dentro da célula. "A sílica o torna completamente flexível; é um material bem desenvolvido que pode se ligar a quase tudo, "Bawendi diz.

p Por exemplo, o revestimento pode ter uma molécula que se liga a um tipo específico de células tumorais; então, "Você poderia usá-los para aumentar o contraste de uma ressonância magnética, para que você pudesse ver os contornos macroscópicos espaciais de um tumor, " ele diz.

p A próxima etapa da equipe é testar as novas nanopartículas em uma variedade de configurações biológicas. "Fizemos o material, "Diz Chen." Agora temos que usá-lo, e estamos trabalhando com vários grupos em todo o mundo para uma variedade de aplicações. "

p Christopher Murray, um professor de química e ciência de materiais e engenharia da Universidade da Pensilvânia que não estava conectado com esta pesquisa, diz, "Este trabalho exemplifica o poder de usar nanocristais como blocos de construção para estruturas multiescala e multifuncionais. Muitas vezes usamos o termo 'átomos artificiais' na comunidade para descrever como estamos explorando uma nova tabela periódica de blocos de construção fundamentais para projetar materiais, e este é um exemplo muito elegante. " 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.