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Este esquema mostra o imageamento de pontos quânticos em uma célula via usando o nano-endoscópio.[Imagem: Berkeley Lab]
Endoscópio para células
Endoscópios são equipamentos médicos indispensáveis, o que não significa que eles fáceis de engolir.
É por isso que os pesquisadores estão sempre tentando fabricar endoscópios menores - os mais miniaturizados já estão permitindo eliminar por completo o desconforto dos exames.
Mas o fato é que o conceito de inserir uma sonda para estudar o interior de um organismo vivo é muito eficiente.
Por isso, cientistas da Universidade de Berkeley, nos Estados Unidos, decidiram levar o conceito ao extremo, criando o primeiro endoscópio para células.
A nanoferramenta permite não apenas a geração de imagens ópticas de alta resolução do interior de uma célula viva, como também serve para levar genes, proteínas, medicamentos ou qualquer outra "carga", sem danificar a célula.
Ferramentas de luz
Usando nanofios e fibras ópticas, o endoscópio para células permite "manipular a luz no interior de células vivas para estudar os processos biológicos com altíssima resolução espacial e temporal," diz o Dr. Peidong Yang, coordenador da pesquisa e ele próprio criador de nanolâmpadas multicoloridas que estão sendo usadas em vários campos, sobretudo na microscopia.
São aquelas nanolâmpadas que estão viabilizando o endoscópio celular.
"Nós também demonstramos que nosso endoscópio de nanofio pode detectar sinais ópticos de regiões subcelulares e, por meio de mecanismos ativados por luz, transportar cargas para as células com especificidade espacial e temporal," afirma ele.
O aparato simples permite a observação do interior de uma célula (direita). [Imagem: Ya et al./Nature Nanotechnology]
Nanoscopia com luz visível
Apesar dos avanços nos microscópios eletrônicos e de rastreamento, a microscopia com luz visível continua sendo o principal instrumento para o estudo de células vivas.
Como as células são transparentes, elas podem ser visualizadas de forma não-invasiva com luz visível, em três dimensões.
A luz visível também permite a detecção e a marcação de constituintes celulares, como proteínas, ácidos nucléicos e lipídios.
O grande inconveniente da luz visível é o seu grande comprimento de onda, muito maior do que os elementos subcelulares - não é possível literalmente enxergar nada abaixo da metade do comprimento de onda da luz.
A nanofotônica venceu essa barreira, sobretudo com o uso dos plásmons de superfície.
Mas o endoscópio celular é ainda mais simples, incorporando o componente nanofotônico - um guia de ondas de nanofio - em uma fibra óptica.
Isto permitiu a miniaturização do sistema e garantiu a geração de imagens ópticas dos componentes menores do que o comprimento de onda da luz visível.
"No futuro, além de fazer imagens ópticas e transportar cargas, nós poderemos usar esse endoscópio de nanofios para estimular uma célula viva óptica ou eletricamente," diz o Dr. Yang.
Inovação Tecnológica