p Para certas frequências de luz infravermelha de ondas curtas, a maioria dos tecidos biológicos são quase tão transparentes quanto o vidro. Agora, pesquisadores criaram partículas minúsculas que podem ser injetadas no corpo, onde eles emitem essas frequências penetrantes. O avanço pode fornecer uma nova maneira de fazer imagens detalhadas de estruturas internas do corpo, como redes finas de vasos sanguíneos. p As novas descobertas, com base no uso de partículas emissoras de luz chamadas pontos quânticos, é descrito em um artigo na revista Nature Biomedical Engineering , pelo cientista pesquisador do MIT Oliver Bruns, recém-formado Thomas Bischof PhD '15, professor de química Moungi Bawendi, e 21 outros.

p Imagens de infravermelho próximo para pesquisa em tecidos biológicos, com comprimentos de onda entre 700 e 900 nanômetros (bilionésimos de um metro), é amplamente utilizado, mas comprimentos de onda de cerca de 1, 000 a 2, 000 nanômetros têm o potencial de fornecer resultados ainda melhores, porque os tecidos do corpo são mais transparentes a essa luz. "Sabíamos que este modo de imagem seria melhor" do que os métodos existentes, Bruns explica, "mas faltavam emissores de alta qualidade" - isto é, materiais emissores de luz que poderiam produzir esses comprimentos de onda precisos.

p Partículas emissoras de luz têm sido uma especialidade de Bawendi, o professor de química Lester Wolf, cujo laboratório desenvolveu ao longo dos anos novas maneiras de fazer pontos quânticos. Esses nanocristais, feito de materiais semicondutores, emite luz cuja frequência pode ser ajustada com precisão, controlando o tamanho exato e a composição das partículas.

p A chave era desenvolver versões desses pontos quânticos cujas emissões correspondessem às frequências infravermelhas de ondas curtas desejadas e fossem brilhantes o suficiente para serem detectadas facilmente através da pele e tecidos musculares circundantes. A equipe conseguiu fazer partículas que são "ordens de magnitude melhores do que os materiais anteriores, e que permitem detalhes sem precedentes em imagens biológicas, "Bruns diz. A síntese dessas novas partículas foi inicialmente descrita em um artigo do estudante de graduação Daniel Franke e outros do grupo Bawendi em Nature Communications ano passado.

p Os pontos quânticos que a equipe produziu são tão brilhantes que suas emissões podem ser capturadas com tempos de exposição muito curtos, ele diz. Isso torna possível produzir não apenas imagens únicas, mas vídeos que capturam detalhes de movimento, como o fluxo de sangue, tornando possível distinguir entre veias e artérias.

p As novas partículas emissoras de luz também são as primeiras a serem brilhantes o suficiente para permitir imagens de órgãos internos em camundongos que estão acordados e em movimento, ao contrário dos métodos anteriores que exigiam que eles fossem anestesiados, Bruns diz. As aplicações iniciais seriam para pesquisas pré-clínicas em animais, já que os compostos contêm alguns materiais que provavelmente não serão aprovados para uso em humanos. Os pesquisadores também estão trabalhando no desenvolvimento de versões mais seguras para humanos.

p O método também depende do uso de uma câmera recém-desenvolvida que é altamente sensível a esta faixa específica de luz infravermelha de ondas curtas. A câmera é um produto desenvolvido comercialmente, Bruns diz, mas sua equipe foi o primeiro cliente do detector especializado da câmera, feito de arseneto de índio-gálio. Embora esta câmera tenha sido desenvolvida para fins de pesquisa, essas frequências de luz infravermelha também são usadas como uma forma de ver através da névoa ou fumaça.

p O novo método não só pode determinar a direção do fluxo sanguíneo, Bruns diz, é detalhado o suficiente para rastrear células sanguíneas individuais nesse fluxo. "Podemos rastrear o fluxo em cada um dos capilares, em super alta velocidade, "diz ele." Podemos obter uma medida quantitativa de fluxo, e podemos fazer tais medições de fluxo em resolução muito alta, em grandes áreas. "

p Essa imagem pode ser potencialmente usada, por exemplo, para estudar como o padrão de fluxo sanguíneo em um tumor muda conforme o tumor se desenvolve, o que pode levar a novas formas de monitorar a progressão da doença ou a capacidade de resposta a um tratamento medicamentoso. "Isso pode dar uma boa indicação de como os tratamentos estão funcionando, o que não era possível antes, " ele diz.