Grande Microscópio Unificado enxerga da microescala até a nanoescala

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/11/2025

Conceito do microscópio de espalhamento quantitativo bidirecional, que detecta a luz espalhada tanto para frente quanto para trás pelas células. Essa detecção dupla permite a visualização de estruturas que variam da morfologia de células inteiras a partículas em nanoescala.
[Imagem: Kohki Horie et al. - 10.1038/s41467-025-65570-w]

Enxergando de micro a nano

Um novo tipo de microscópio, capaz de detectar sinais em uma faixa de intensidade 14 vezes maior do que a dos microscópios convencionais, deverá mudar o panorama não apenas das pesquisas científicas, mas também dos exames médicos e do controle de qualidade nas indústrias farmacêutica e biotecnológica.

Além disso, as observações podem ser feitas sem o uso de marcadores, ou seja, sem o uso de corantes adicionais. Isso significa que o método é amigável para as células e adequado para observações de longo prazo, abrindo o caminho para melhores observações in vivo.

A inovação foi possível graças à criação de uma técnica de microscopia híbrida, que junta o melhor de dois tipos especializados de microscópios.

A microscopia de fase quantitativa (QPM) captura a luz espalhada para a frente pela amostra, o que permite detectar estruturas em escalas acima dos 100 nanômetros, mas não menores, o que limita a técnica à obtenção de imagens estáticas de estruturas celulares mais complexas. A microscopia de espalhamento interferométrico (iSCAT), por outro lado, explora a luz retroespalhada, sendo capaz de detectar estruturas tão pequenas quanto proteínas individuais, permitindo rastrear partículas individuais e compreender mudanças dinâmicas dentro das células; só que o campo de visão é muito estreito, não dando a visão ampla da QPM.

Kohki Horie e colegas da Universidade de Tóquio, no Japão, deram um jeito então de medir a luz em ambas as direções simultaneamente, de modo a superar as limitações das duas técnicas anteriores e revelar uma ampla gama de tamanhos e movimentos a partir da mesma imagem.

Esquema de captura bidirecional da luz espalhada pela amostra, permitindo coletar informações da escala nano até a micro.
[Imagem: Kohki Horie et al. - 10.1038/s41467-025-65570-w]

Microscópio de espalhamento bidirecional

Para testar a ideia e confirmar que o novo microscópio funciona como esperado, os pesquisadores observaram o que acontecia durante a morte de uma célula. Para isso, eles registraram uma imagem que codificava informações da luz que se propagava tanto para frente quanto para trás.

"Nosso maior desafio foi separar claramente dois tipos de sinais de uma única imagem, mantendo o ruído baixo e evitando a mistura entre eles," contou o professor Keiichiro Toda.

Funcionou, e a equipe conseguiu quantificar não apenas o movimento de estruturas celulares, em escala micro, como também de partículas minúsculas, em escala nano. Além disso, comparando a luz espalhada para frente e para trás, tornou-se possível estimar o tamanho e o índice de refração de cada partícula, uma propriedade que descreve o quanto a luz se curva ou se dispersa ao passar pelas partículas, trazendo um novo conjunto de informações.

"Nós planejamos estudar partículas ainda menores, como exossomos e vírus, e estimar seu tamanho e índice de refração em diferentes amostras. Também queremos revelar como as células vivas caminham para a morte, controlando seu estado e verificando nossos resultados com outras técnicas," concluiu Toda.

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