p Esquerda:materiais fluorescentes convencionais, como pontos quânticos e tinturas, têm brilho incompatível entre cores diferentes. Quando esses materiais são administrados a um tumor (mostrado abaixo) para medir as concentrações moleculares, os sinais são dominados pelos fluoróforos mais brilhantes. À direita:Novos pontos quânticos equalizados com brilho que têm brilho de fluorescência igual para cores diferentes. Quando estes são administrados a tumores, os sinais são uniformemente combinados, permitindo a medição de muitas moléculas ao mesmo tempo. Crédito:Universidade de Illinois
p Pesquisadores da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign introduziram uma nova classe de pontos quânticos emissores de luz (QDs) com brilho de fluorescência ajustável e equalizado em uma ampla gama de cores. Isso resulta em medições mais precisas de moléculas no tecido doente e melhores recursos de imagem quantitativa. p "Nesse trabalho, fizemos dois avanços importantes - a capacidade de controlar com precisão o brilho das partículas emissoras de luz chamadas de pontos quânticos, e a capacidade de fazer várias cores iguais em brilho, "explicou Andrew M. Smith, professor assistente de bioengenharia em Illinois. "Anteriormente, a emissão de luz tinha uma correspondência desconhecida com o número da molécula. Agora ela pode ser ajustada e calibrada com precisão para contar moléculas específicas com precisão. Isso será particularmente útil para compreender processos complexos em neurônios e células cancerosas para nos ajudar a desvendar os mecanismos de doenças, e para caracterizar células de tecido doente de pacientes. "
p "Os corantes fluorescentes têm sido usados para marcar moléculas em células e tecidos por quase um século, e moldaram nossa compreensão das estruturas celulares e da função das proteínas. Mas sempre foi um desafio extrair informações quantitativas porque a quantidade de luz emitida por um único corante é instável e muitas vezes imprevisível. Além disso, o brilho varia drasticamente entre as diferentes cores, o que complica o uso de várias cores de tingimento ao mesmo tempo. Esses atributos obscurecem as correlações entre a intensidade da luz medida e as concentrações de moléculas, "declarou Sung Jun Lim, um pós-doutorado e primeiro autor do artigo, "Pontos quânticos equalizados com brilho, "publicado esta semana em
Nature Communications .
p De acordo com os pesquisadores, esses novos materiais serão especialmente importantes para a imagem em tecidos complexos e organismos vivos, onde há uma grande necessidade de ferramentas de imagem quantitativas, e pode fornecer um número consistente e ajustável de fótons por biomolécula marcada. Eles também devem ser usados para correspondência precisa de cores em dispositivos emissores de luz e visores, e para aplicativos de criptografia de fótons sob demanda. Os mesmos princípios devem ser aplicáveis a uma ampla gama de materiais semicondutores.
p "A capacidade de ajustar independentemente o brilho e a cor da fluorescência QD nunca foi possível antes, e esses BE-QDs agora fornecem essa capacidade, "disse Lim." Nós desenvolvemos novos princípios de engenharia de materiais que prevemos que irão fornecer uma gama diversificada de novas capacidades ópticas, permitir imagens multicoloridas quantitativas em tecido biológico, e melhorar o ajuste de cores em dispositivos emissores de luz. Além disso, Os BE-QDs mantêm seu brilho igual ao longo do tempo, enquanto os QDs convencionais com brilho incompatível tornam-se ainda mais incompatíveis com o tempo. Esses atributos devem levar a novos LEDs e dispositivos de exibição não apenas com cores precisamente correspondentes - melhor precisão de cor e brilho - mas também com vida útil de desempenho aprimorada e facilidade de fabricação aprimorada. "Os QDs já estão em uso em dispositivos de exibição (por exemplo, Amazon Kindle e um nova TV Samsung).