p Grafeno, as folhas de carbono atomicamente finas que os cientistas de materiais esperam usar para tudo, desde nanoeletrônica e descongeladores de aeronaves a baterias e implantes ósseos, também podem ser usados ​​como agentes de contraste para imagens de ressonância magnética (MRI), de acordo com uma nova pesquisa da Rice University. p "Eles têm muitas vantagens em comparação com os agentes de contraste disponíveis convencionalmente, "A pesquisadora de arroz Sruthi Radhakrishnan disse sobre os pontos quânticos baseados em grafeno que ela estudou nos últimos dois anos." Praticamente todos os agentes de contraste amplamente usados ​​contêm metais tóxicos, mas nosso material não tem metal. É apenas carbono, hidrogênio, oxigênio e flúor, e em todos os nossos testes até agora, não mostrou sinais de toxicidade. "

p As descobertas iniciais para as nanopartículas de Rice - discos de grafeno que são decorados com átomos de flúor e simplesmente moléculas orgânicas que os tornam magnéticos - são descritas em um novo artigo na revista Particle and Particle Systems Characterization.

p Pulickel Ajayan, o cientista de materiais do arroz que está dirigindo o trabalho, disse que os pontos quânticos fluorados de óxido de grafeno podem ser particularmente úteis como agentes de contraste de ressonância magnética porque podem ser direcionados a tipos específicos de tecidos.

p "Existem métodos testados e comprovados para anexar biomarcadores a nanopartículas de carbono, então, pode-se facilmente imaginar o uso desses pontos quânticos para desenvolver agentes de contraste específicos para tecidos, "Ajayan disse." Por exemplo, este método pode ser usado para atingir seletivamente tipos específicos de câncer ou lesões cerebrais causadas pela doença de Alzheimer. Esse tipo de especificidade não está disponível com os agentes de contraste de hoje. "

p Os scanners de ressonância magnética fazem imagens das estruturas internas do corpo usando fortes campos magnéticos e ondas de rádio. Como testes de diagnóstico, Muitas vezes, as ressonâncias magnéticas fornecem mais detalhes do que os raios-X sem a radiação prejudicial, e como resultado, O uso de ressonância magnética aumentou drasticamente na última década. Mais de 30 milhões de ressonâncias magnéticas são realizadas anualmente nos EUA.

p Radhakrishnan disse que seu trabalho começou em 2014 depois que a equipe de pesquisa de Ajayan descobriu que adicionar flúor ao grafite ou ao grafeno fazia com que os materiais aparecessem bem em exames de ressonância magnética.

p Todos os materiais são influenciados por campos magnéticos, incluindo tecidos animais. Em scanners de ressonância magnética, um poderoso campo magnético faz com que átomos individuais em todo o corpo fiquem alinhados magneticamente. Um pulso de energia de rádio é usado para interromper este alinhamento, e a máquina mede quanto tempo leva para os átomos em diferentes partes do corpo se realinharem. Com base nessas medidas, o scanner pode construir uma imagem detalhada das estruturas internas do corpo.

p Os agentes de contraste de ressonância magnética reduzem o tempo necessário para o realinhamento dos tecidos e melhoram significativamente a resolução dos exames de ressonância magnética. Quase todos os agentes de contraste disponíveis comercialmente são feitos de metais tóxicos como o gadolínio, ferro ou manganês.

p "Trabalhamos com uma equipe do MD Anderson Cancer Center para avaliar a citocompatibilidade de pontos quânticos de óxido de grafeno fluorado, "Radhakrishnan disse." Usamos um teste que mede a atividade metabólica de culturas de células e detecta toxicidade como uma queda na atividade metabólica. Incubamos pontos quânticos em culturas de células renais por até três dias e não encontramos morte celular significativa nas culturas, mesmo nas concentrações mais altas. "

p Os estudos de Radhakrishnan de pontos quânticos de óxido de grafeno fluorado podem ser feitos em menos de um dia, mas ela passou dois anos aperfeiçoando a receita para eles. Ela começa com folhas de grafeno de tamanho mícron que foram fluoradas e oxidadas. Quando estes são adicionados a um solvente e agitados por várias horas, eles se quebram em pedaços menores. Tornar o material menor não é difícil, mas o processo para fazer pequenas partículas com as propriedades magnéticas apropriadas é exigente. Radhakrishnan disse que não houve "momento eureka" em que ela de repente alcançou os resultados certos ao tropeçar na melhor fórmula. Em vez, o projeto foi marcado por melhorias incrementais por meio de dezenas de pequenas alterações.

p "Exigiu muita otimização, "disse ela." A receita importa muito. "

p Radhakrishnan disse que planeja continuar estudando o material e espera poder eventualmente provar que é seguro e eficaz para testes clínicos de ressonância magnética.

p "Eu gostaria de vê-lo aplicado comercialmente de maneiras clínicas porque tem muitas vantagens em comparação com os agentes convencionalmente disponíveis, " ela disse.