Nanotecnologia

Nano-peagâmetro mede pH no interior de células vivas em tempo real

Cientistas criaram um novo instrumento óptico que poderá permitir, entre outras possibilidades, que biópsias de células cancerígenas sejam feitas sem a necessidade da retirada física do material a ser analisado, retirada esta que hoje exige a execução de um procedimento cirúrgico.

Nano-peagâmetro mede pH no interior de células vivas em tempo real

Para se determinar se vários tipo de tumor são malignos ou não, utiliza-se um equipamento chamado peagâmetro - um dispositivo capaz de medir o pH, a concentração de íons de hidrogênio em um determinado meio. Mas a medição do pH é largamente utilizada em várias outras áreas, medindo desde a condição do solo e da água até vários outros processos orgânicos.

O termo pH foi cunhado pelo químico dinamarquês Søren Sørensen em 1909, para caracterizar a acidez de uma solução. A escala do pH vai de 1 - maior acidez - até 14 - maior alcalinidade.

Agora pesquisadores da Universidade Rice, Estados Unidos, liderados pela cientista Naomi Halas, criaram um nano-peagâmetro óptico, um dispositivo em nanoescala capaz de medir o pH no interior de células e tecidos vivos, em tempo real. A Dra. Halas foi também a criadora de nanopartículas capazes de amplificar a luz.

Ao invés de se retirar o tecido para análise, o nano-peagâmetro faz uma espécie de "biópsia óptica", convertendo a luz de um raio laser em informações que podem ser lidas com o auxílio de um computador. Tudo o que o paciente sofrerá será uma injeção contendo as nanopartículas capazes de modular a luz do laser com as informações que permitem a determinação precisa do pH do local a ser analisado.

O nano-sensor de pH foi criado a partir de nanoconchas - partículas minúsculas com características ópticas bem definidas. Cada nanoconcha contém um núcleo de sílica - óxido de silício, não-condutor - recoberto por uma finíssima camada de ouro. Muitas vezes menores do que as células biológicas, as nanoconchas podem ser produzidas com grande precisão, com suas superfícies metálicas configuradas para absorver ou refletir determinados comprimentos de onda da luz.

Para formar o nano-peagâmetro, os cientistas recobriram as nanoconchas com moléculas sensíveis ao pH - moléculas de pMBA ou ácido paramercaptobenzóico. Quando iluminada, a nanopartícula tem sua capacidade de reflexão da luz levemente alterada pela forma com que a molécula reage ao pH do meio em que se encontra. A seguir, é só "decodificar" a luz refletida, deduzindo a medição feita. A precisão do nano-sensor é 0,1 unidade de pH.

Bibliografia:

All-Optical Nanoscale pH Meter
Sandra W. Bishnoi, Christopher J. Rozell, Carly S. Levin, Muhammed K. Gheith, Bruce R. Johnson, Don H. Johnson, Naomi J. Halas
Nano Letters
June 28, 2006
DOI: 10.1021/nl060865w S1530-6984(06)00865-4




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