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Nanotecnologia

Holografia é usada em biochips e na montagem de nanomáquinas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/12/2008

Holografia é usada em biochips e na montagem de nanomáquinas

[Imagem: Purdue University]

Um laser e um holograma é tudo o que pesquisadores da Universidade de Purdue, nos Estados Unidos, precisaram para posicionar nanopartículas de forma rápida e precisa no interior de um biochip.

A técnica, batizada de padronagem eletrocinética rápida, é uma nova ferramenta no emergente campo dos biochips e microlaboratórios, verdadeiros laboratórios clínicos do tamanho de um chip, que poderão analisar amostras biológicas de forma quase instantânea.

Nanomontagem

Como permite o posicionamento de nanopartículas em geral, a técnica também poderá ser útil na fabricação de outros dispositivos em nanoescala.

"É potencialmente uma ferramenta muito versátil," afirma o pesquisador Stuart J. Williams. A fabricação de nanomáquinas depende de processos de nanomontagem que permitam a manipulação rápida das minúsculas partes de que serão feitas.

Holografia com laser

O dispositivo experimental consiste de dois eletrodos paralelos feitos de óxido de índio-estanho, um material eletricamente condutor e transparente. As placas paralelas ficam distanciadas 50 micrômetros uma da outra.

Para funcionar, uma amostra líquida contendo partículas fluorescentes é injetada entre os dois eletrodos, que por sua vez recebem uma tensão elétrica.

Os hologramas são enviados por meio de um feixe de raio laser emitindo luz na faixa do infravermelho próximo, que é dirigido diretamente à amostra, através dos eletrodos transparentes.

"Nós enviamos hologramas de vários padrões através desse mecanismo e, como eles são hologramas, nós podemos criar formatos diferentes, tais como linhas simples ou padrões em L," explica Aloke Kumar, outro participante da pesquisa.

Vórtice microfluídico

As partículas no líquido automaticamente movem-se para a localização da luz e assumem o formato do holograma em poucos segundos. Isto significa que o método pode ser utilizado não apenas para mover partículas e moléculas para localizações específicas, mas também para criar minúsculas estruturas eletrônicas ou mecânicas.

A luz do laser aquece ligeiramente o líquido, alterando sua densidade e suas propriedades elétricas. O campo elétrico aplicado entre os eletrodos age sobre essas propriedades alteradas, fazendo a amostra aquecida circular para produzir um vórtice microfluídico entre as duas placas.

Esse vórtice permite que os pesquisadores posicionem as partículas no interior do líquido em circulação simplesmente movendo a luz do laser.

Movimentação de nanopartículas

"Você pode pegar uma partícula, uma centena de partículas ou milhares de partículas e movê-las para assumir o formato que você quiser. Se você tem partículas de dois tipos diferentes, pode pode ordenar um grupo e manter o outro. É uma ferramenta muito versátil," diz Williams.

A separação e o posicionamento de partículas é essencial para a análise biológica de amostras médicas ou do meio ambiente. Cada partícula deve ser colocada em contato com os reagentes adequados no interior do biochip para que possam ser detectadas e analisadas.

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