Imagine um pequeno veículo com uma estrutura nanomagnética, que pode ser guiado pelo corpo humano por meio de campos magnéticos externos. Chegando ao seu destino, o veículo pode liberar um medicamento ou aquecer células cancerígenas sem afetar o tecido saudável. Cientistas de diferentes disciplinas estão trabalhando nessa visão. Um grupo de pesquisa multidisciplinar da Universidad del País Vasco, Leioa, Espanha, explora os talentos das chamadas bactérias magnetotáticas, que têm a surpreendente propriedade de formar nanopartículas magnéticas de óxido de ferro dentro de suas células. Essas partículas, com diâmetros em torno de 50 nanômetros (100 vezes menores que as células do sangue), se organizam, dentro da bactéria, em uma cadeia. A equipe espanhola está perseguindo a ideia de usar essas "bactérias magnéticas" como agentes de hipertermia magnética para tratar o câncer:direcionadas ao local do câncer, as nanoestruturas magnéticas devem ser aquecidas por campos externos para queimar as células cancerígenas.
Agora, os pesquisadores cooperaram com uma equipe de físicos liderada por Sergio Valencia no HZB para explorar em detalhes essas propriedades magnéticas. O grau de sucesso para todas essas aplicações depende das propriedades magnéticas dos nanoímãs individuais. Mas como os sinais originados dessas estruturas magnéticas super minúsculas são bastante fracos, é necessário calcular a média de valores em milhares de tais estruturas para obter dados significativos.

Os valores médios não são suficientes

Até agora, apenas esses valores médios podiam ser medidos, o que coloca algumas restrições no projeto de aplicações personalizadas de nanoímãs. Mas isso agora mudou. A física espanhola Lourdes Marcano desenvolveu um novo método. "Agora podemos obter informações precisas sobre as propriedades magnéticas de vários nanoímãs individuais de forma simultânea", diz ela.

Anisotropia magnética para cada partícula

O método permite a medição das propriedades magnéticas de nanoestruturas magnéticas individuais, mesmo quando incorporadas em entidades biológicas. A imagem magnética no microscópio de raios-X de transmissão de varredura MAXYMUS no BESSY II, com a ajuda de simulações teóricas, fornece informações sobre a chamada anisotropia magnética de cada nanopartícula dentro do campo de visão do microscópio. O método foi comprovado pela determinação da anisotropia magnética de nanopartículas magnéticas dentro de uma bactéria. A anisotropia magnética é um parâmetro importante para controlar e direcionar nanopartículas magnéticas, pois descreve como uma nanopartícula magnética reage a campos magnéticos externos aplicados em uma direção arbitrária.

Futura técnica de laboratório padrão

"Na verdade, imagens magnéticas de nanopartículas magnéticas dentro de uma célula biológica com resolução espacial suficiente requerem o uso de microscópios de raios-X. Infelizmente, isso só é possível em instalações de pesquisa em grande escala, como BESSY II, fornecendo radiação de raios-X suficientemente intensa. Em No futuro, porém, com o desenvolvimento de fontes compactas de raios X de plasma, esse método poderá se tornar uma técnica laboratorial padrão", afirma Sergio Valencia. A pesquisa foi publicada no ACS Nano . + Explorar mais

Visualização da origem das forças magnéticas por microscopia eletrônica de resolução atômica