p Quando uma equipe de pesquisadores da Universidade de Cincinnati descobriu uma nova nanoestrutura que mostrou propriedades significativamente maiores para uso em tecnologia que pode permitir aos médicos ver e destruir células cancerosas, eles sabiam que estavam no caminho certo para algo emocionante. p Mas a estrutura do novo nanotag SERS, como é chamado, era tão novo que a equipe - liderada por Laura Sagle, um professor assistente de química, com os alunos de pós-graduação da UC Debrina Jana, Jie He e Ian Bruzas - não entendiam o que gerava os dados promissores ou como melhor otimizá-los.

p Entra Zohre Gorunmez.

p O aluno do quarto ano de doutorado é creditado por conduzir quase três anos de cálculos complexos e detalhados para entender melhor o novo nanotag. Ela apresentará suas descobertas na conferência de março da American Physical Society, realizada de 14 a 18 de março em Baltimore.

p "Foram cálculos que ninguém no campus havia feito antes, "explicou Sagle, que atua como conselheiro de Gorunmez. "Zohre, essencialmente sozinha e sem muita orientação e ajuda, colocou esses cálculos em funcionamento. "

p A descoberta veio em 2013 como parte do trabalho do grupo de pesquisa do Sagle Lab no desenvolvimento de novos métodos para estudar e examinar moléculas individuais usando uma técnica chamada espectroscopia Raman de superfície aprimorada. ou SERS.

p A técnica tem como alvo moléculas usando lasers, o que resulta em um espalhamento de luz em diferentes comprimentos de onda ao longo de um espectro. Como as moléculas produzem sinais fracos, nanopartículas de ouro ou prata são usadas para amplificá-los, que é medido por um espectrômetro para análise.

p O processo é altamente sensível e repleto de desafios, incluindo dificuldades com reprodutibilidade, estabilidade do sinal e falta de informações quantitativas.

p A equipe olhou para pesquisas anteriores, que mostrou maior realce de moléculas que residem dentro de uma lacuna de um nanômetro entre uma estrutura com um núcleo metálico liso e casca. Mas esta lacuna de um nanômetro - 100, 000 vezes menor do que a largura de um cabelo humano - muitas vezes é difícil e caro de produzir, resultando em uma falta de uso generalizado.

p A equipe também tomou nota de outra pesquisa popular usando nanostars de ouro, uma partícula em forma de fruta-estrela que permitiu maior realce, mas é altamente variável devido à dificuldade de controlar o número e o tamanho das pontas pontiagudas.
Inspirado, a equipe decidiu combinar os dois conceitos e criar uma estrutura composta por um núcleo metálico interno liso cercado por uma casca externa metálica pontiaguda com um espaçamento de três nanômetros - uma abordagem nunca antes criada, Disse Sagle.

p A nanotag recém-criada produziu um aumento de sinal 10 vezes maior em comparação com as estruturas de núcleo de casca lisa, tornando possível detectar pequenas quantidades de moléculas orgânicas, como DNA, para doenças específicas, ela disse.

p Não apenas isso, as estruturas pontiagudas são mais eficientes na geração de calor, útil na destruição de células cancerosas, e oferecer uma área de superfície aumentada que pode acomodar mais drogas, a fim de entregar uma maior explosão direcionada às células doentes, disse Sagle.

p "Isso permite que você segmente, imagem e liberação de drogas, tudo com um dispositivo, " ela explicou.

p Embora a descoberta em si tenha se mostrado nova, Sagle sabia que a promissora nanotag da equipe precisava ser analisada mais detalhadamente, compreendido e modelado antes que pudesse ser usado em aplicações biológicas. É aí que entra Gorunmez.

p Sob a orientação de Thomas Beck, um professor de química, Gorunmez aprendeu novo código e programação para calcular os dados complicados. Suas contribuições foram inestimáveis, disse Sagle, ganhando a ela um lugar como co-autora no artigo detalhando a descoberta.

p "Com os cálculos de Zohre, foi um artigo muito melhor, mostrando que fizemos algo novo, mostrou melhores propriedades e entendemos até certo ponto porque, " ela disse."

p Gorunmez disse que embora o trabalho tenha se mostrado desafiador, a promessa do que os dados comportam para uso em aplicativos de saúde biológica alimentou seu desejo de perseverar.

p "É uma novidade. Tenho certeza de que vai ajudar os cientistas da pesquisa médica a usar essas estruturas para conseguir o que precisam. Saber disso me deixa animado, " ela disse.