p Cientistas da Rice University lideraram um projeto para "ver" e medir o espaço em materiais porosos, mesmo que esse espaço seja muito pequeno ou frágil para microscópios tradicionais. p O laboratório de arroz da química Christy Landes inventou uma técnica para caracterizar esses espaços em nanoescala, um avanço importante em direção ao projeto em andamento de seu grupo para separar com eficiência "proteínas de interesse" para a fabricação de medicamentos. Também deve beneficiar a análise de materiais porosos de todos os tipos, como cristais líquidos, hidrogéis, polímeros e até substâncias biológicas como o citosol, os fluidos compartimentados nas células.

p A pesquisa com colaboradores da Universidade da Califórnia, Los Angeles (UCLA) e Kansas State University aparecem no jornal American Chemical Society ACS Nano .

p É fácil usar um composto químico fluorescente para marcar, ou "rótulo, "um material e tirar uma foto dele, Landes disse. "Mas e se a coisa da qual você quer uma foto não for nada? Esse é o problema que tivemos que resolver para entender o que estava acontecendo no material de separação."

p A equipe visa melhorar a separação de proteínas em um processo chamado cromatografia, em que as soluções fluem através de material poroso em uma coluna. Porque diferentes materiais viajam em velocidades diferentes, os componentes se separam e podem ser purificados.

p "Aprendemos que na agarose, um material poroso usado para separar proteínas, o agrupamento de cargas é muito importante, "Landes disse. Enquanto o projeto de proteína teve sucesso, "quando combinamos dados experimentais com nossa teoria, havia algo adicional contribuindo para a separação que não podíamos explicar. "

p A resposta parecia estar em como as partículas carregadas, como ligantes em nanoescala, se organizavam nos poros. "Era a única explicação possível, "Landes disse." Então precisávamos de uma maneira de imaginar os poros. "

p Técnicas padrão, como força atômica, Os raios X e a microscopia eletrônica exigiriam que as amostras fossem congeladas ou secas. "Isso encolheria, aumentaria ou mudaria suas estruturas, " ela disse.

p Ocorreu à equipe combinar sua experiência com a microscopia de super-resolução ganhadora do Prêmio Nobel e as técnicas de espectroscopia de correlação de fluorescência. Microscopia de super-resolução é uma maneira de ver objetos em resoluções abaixo do limite de difração, que restringe a visão de coisas que são menores do que o comprimento de onda da luz direcionada a elas.

p A espectroscopia de correlação é uma forma de medir as partículas fluorescentes à medida que flutuam. Ao processar dados coletados por meio de uma combinação de microscopia de super-resolução e espectroscopia de correlação, os pesquisadores mapearam fatias do material para ver onde as partículas carregadas tendiam a se agrupar.

p A técnica combinada, que eles chamam de fcsSOFI (para "imagem de flutuação óptica de super-resolução de espectroscopia de correlação de fluorescência"), mede marcadores fluorescentes à medida que se difundem nos poros, o que permite aos pesquisadores caracterizar simultaneamente dimensões e dinâmicas dentro dos poros. O laboratório testou sua técnica tanto em hidrogéis moles de agarose quanto em cristais líquidos liotrópicos. Próximo, eles planejam estender seu mapeamento para espaços tridimensionais.

p "Agora temos as duas peças do nosso quebra-cabeça:podemos ver nossas proteínas interagindo com cargas dentro de nosso material poroso, e podemos medir os poros, "Landes disse." Isso tem relevância direta para o problema de separação de proteínas para a indústria farmacêutica de US $ 100 bilhões. "