p Filmes com heróis com superpoderes, como vôo, Visão de raio X ou força extraordinária, são toda a raiva. Mas, embora esses personagens populares sejam meros vôos de fantasia, os cientistas usaram nanopartículas para conferir um superpoder real a ratos comuns:a capacidade de ver a luz infravermelha próxima. Hoje, os cientistas relatam progresso na produção de versões dessas nanopartículas que um dia poderiam dar visão noturna embutida aos humanos. p Os pesquisadores apresentarão seus resultados no Encontro e Exposição Nacional do Outono de 2019 da American Chemical Society (ACS).

p "Quando olhamos para o universo, vemos apenas a luz visível, "diz Gang Han, Ph.D., o investigador principal do projeto, quem está apresentando o trabalho na reunião. "Mas se tivéssemos visão infravermelha, poderíamos ver o universo de uma maneira totalmente nova. Podemos fazer astronomia infravermelha a olho nu, ou ter visão noturna sem equipamentos volumosos. "

p Os olhos dos humanos e de outros mamíferos podem detectar luz entre os comprimentos de onda de 400 e 700 nanômetros (nm). Luz infravermelha próxima (NIR), por outro lado, tem comprimentos de onda mais longos - 750 nm a 1,4 micrômetros. As câmeras de imagem térmica podem ajudar as pessoas a enxergar no escuro, detectando a radiação NIR emitida por organismos ou objetos, mas esses dispositivos são geralmente volumosos e inconvenientes. Han e seus colegas se perguntaram se poderiam dar aos ratos visão NIR injetando um tipo especial de nanomaterial, chamadas de nanopartículas de conversão ascendente (UCNPs), em seus olhos. Essas nanopartículas, que contêm os elementos de terras raras érbio e itérbio, pode converter fótons de baixa energia da luz NIR em luz verde de alta energia que os olhos dos mamíferos podem ver.

p Em trabalho publicado no início deste ano, Os pesquisadores, que estão na Escola de Medicina da Universidade de Massachusetts, UCNPs direcionados a fotorreceptores em olhos de camundongos, anexando uma proteína que se liga a uma molécula de açúcar na superfície do fotorreceptor. Então, eles injetaram os UCNPs de ligação a fotorreceptores atrás das retinas dos camundongos. Para determinar se os ratos injetados podem ver e processar mentalmente a luz NIR, a equipe realizou vários testes fisiológicos e comportamentais. Por exemplo, em um teste, os pesquisadores colocaram os ratos em um tanque de água em forma de Y. Um ramo do tanque tinha uma plataforma na qual os ratos podiam subir para escapar da água. Os pesquisadores treinaram os ratos para nadar em direção à luz visível na forma de um triângulo, que marcou a rota de fuga. Um círculo iluminado de forma semelhante marcava o galho sem plataforma. Então, os pesquisadores substituíram a luz visível por luz NIR. "Os ratos com a injeção de partículas podiam ver o triângulo claramente e nadar até ele todas as vezes, mas os ratos sem a injeção não podiam ver ou dizer a diferença entre as duas formas, "diz Han.

p Embora os UCNPs tenham persistido nos olhos dos camundongos por pelo menos 10 semanas e não tenham causado efeitos colaterais perceptíveis, Han quer melhorar a segurança e a sensibilidade dos nanomateriais antes de pensar em testá-los em humanos. "Os UCNPs em nosso artigo publicado são inorgânicos, e existem algumas desvantagens aí, "Han diz." A biocompatibilidade não é completamente clara, e precisamos melhorar o brilho das nanopartículas para uso humano. "Agora, a equipe está testando UCNPs feitos de dois corantes orgânicos, em vez de elementos de terras raras. "Nós mostramos que podemos fazer UCNPs orgânicos com brilho muito melhor em comparação com os inorgânicos, "diz. Essas nanopartículas orgânicas podem emitir luz verde ou azul. Além de ter propriedades melhoradas, os corantes orgânicos também podem ter menos obstáculos regulatórios.

p Uma das próximas etapas do projeto pode ser traduzir a tecnologia para o melhor amigo do homem. "Se tivéssemos um supercão que pudesse ver a luz NIR, poderíamos projetar um padrão no corpo de um infrator à distância, e o cachorro poderia pegá-los sem incomodar outras pessoas, "Han diz. Poderes de super-herói à parte, a tecnologia também pode ter importantes aplicações médicas, como o tratamento de doenças dos olhos. "Na verdade, estamos estudando como usar a luz NIR para liberar uma droga dos UNCPs especificamente nos fotorreceptores, "Han diz.