Uma nova técnica de imagem desenvolvida pelas equipes dos professores Jinyang Liang e Fiorenzo Vetrone do Institut national de la recherche scientifique (INRS) pode medir rapidamente a temperatura em 2D sem contato. Os resultados de sua pesquisa foram publicados na revista Nature Communications . Essa detecção precisa e em tempo real da temperatura pode um dia melhorar a terapia fototérmica e ajudar no diagnóstico precoce de câncer de pele.
Essa tecnologia, conhecida como termometria de imagem de vida de fotoluminescência de disparo único (SPLIT), é baseada na luminescência de nanopartículas dopadas com íons de terras raras. "Eles são considerados nanotermômetros porque suas propriedades luminescentes mudam com a temperatura do ambiente. Eles também são biocompatíveis", diz o professor Vetrone, pioneiro nesse campo de estudos.

Em vez de visualizar a luminescência ponto a ponto, o que é demorado, o SPLIT usa uma nova câmera de ultra-alta velocidade para rastrear a rapidez com que a luminescência decai dessas nanopartículas em cada ponto espacial. "Nossa câmera é diferente de uma câmera comum, onde cada clique fornece uma imagem:nossa câmera funciona capturando todas as imagens de um evento dinâmico em um instantâneo. Depois, as reconstruímos, uma a uma", diz Xianglei Liu, Ph. D. estudante do INRS e autor principal deste artigo.

A temperatura pode então ser detectada verificando a rapidez com que a luz emitida desaparece. Por ser em tempo real, o SPLIT pode acompanhar o fenômeno enquanto ele acontece. Pela primeira vez, permite a termometria de luminescência usando o tempo de vida da nanopartícula com uma amostra em movimento. "Em comparação com as técnicas de termometria existentes, o SPLIT é mais rápido e tem resolução mais alta. Isso permite uma detecção de temperatura mais precisa com uma solução avançada e econômica", acrescenta o professor Liang, especialista em imagens ultrarrápidas.

Aplicativos de saúde

Os professores Liang e Vetrone acreditam que a tecnologia SPLIT poderia, entre outras coisas, aumentar a capacidade de detectar e tratar cânceres de pele. Atualmente, a capacidade de detecção de melanomas, e mais especificamente micro-melanomas, ainda é limitada. As abordagens diagnósticas existentes são restritas por sua invasividade, resolução e precisão, o que leva a um grande número de biópsias desnecessárias.

A termometria óptica poderia, assim, ser usada para detectar células cancerígenas, cujo metabolismo rápido leva a uma temperatura mais alta do que a do tecido normal, tornando-as mais visíveis com o SPLIT.

Para detectar o melanoma, as clínicas podem usar uma câmera térmica, mas a resolução é baixa. "SPLIT marca um passo importante no desenvolvimento técnico. Com alta resolução, a tecnologia pode ser usada para localizar com precisão a toupeira cancerosa", diz o professor Liang.

Além da detecção, essa tecnologia também pode ser usada para monitorar a dose de luz durante certos tipos de tratamento. Por exemplo, a terapia fototérmica ataca as células cancerosas através do calor gerado pela exposição à luz infravermelha. "Queremos erradicar o câncer, mas não o tecido circundante, então, se a temperatura estiver muito alta, o tratamento pode ser reduzido ou interrompido por um tempo. Se estiver muito baixo, podemos aumentar a luz para obter a dose certa", disse. diz Vetron.

Em 2020, a Canadian Cancer Society estimou que 8.000 canadenses foram diagnosticados apenas com esse tipo de câncer.

O artigo "Fast wide-field upconversion luminescence life thermometry enabled by single-shot compacted ultrahigh-speed imaging" foi publicado em 5 de novembro de 2021 na revista Nature Communications . + Explorar mais

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