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Materiais Avançados

Laser faz lentes de proteína com foco ajustável

Redação do Site Inovação Tecnológica - 19/12/2011

Lentes de proteína feitas a laser têm foco ajustável
As proteínas se aglomeram no ponto focal do laser com a ajuda de um fotossensibilizador (azul de metileno), formando um voxel, um pixel tridimensional.
[Imagem: Sun et al./Wiley]

Microlaboratórios

Cientistas chineses desenvolveram uma técnica para construir microlentes com foco ajustável.

O que mais chama atenção, contudo, é que, em vez vidros ou plásticos, as microlentes são feitas de proteínas, e são fabricadas usando um feixe de raio laser.

Lentes microscópicas são essenciais em um campo emergente, mas cada vez mais amplo, formado pelos biochips, minúsculos laboratórios de análises clínicas, dispositivos microfluídicos e reatores ultra-miniaturizados para a química fina.

Há um forte esforço de pesquisa para o desenvolvimento desses dispositivos, que podem viabilizar a detecção de doenças em lugares remotos e sem assistência médica, ou mesmo nos consultórios médicos dos grandes centros, dispensando a demoradas e cansativas idas aos laboratórios clínicos para realização de exames.

Lente de proteína

A equipe do Dr. Hong-Bo Sun, da Universidade de Jilin, deu um grande impulso rumo a essas aplicações - e um impulso que surpreendeu a comunidade científica, por assim dizer, pela "coragem" da abordagem adotada.

Eles usaram um raio laser para "desenhar" as lentes, cada uma medindo apenas alguns micrômetros, em uma solução de uma proteína chamada albumina, retirada do soro de bois.

Uma substância chamada azul de metileno funciona como um fotossensibilizador, capturando a energia da luz, como se fosse uma antena, e disparando uma reação de ligação cruzada das moléculas de proteína.

Guiado por computador, o laser forma o padrão tridimensional de cada lente, voxel por voxel - um voxel é um pixel tridimensional, um pequeno segmento de volume, neste caso, no ponto onde o laser faz as proteínas se aglomerarem.

Terminado o trabalho, as moléculas de proteína que não reagiram podem ser simplesmente lavadas. O que resta é um gel aquoso de proteínas, no formato das lentes.

Lentes de proteína feitas a laser têm foco ajustável
Os pesquisadores usaram a escrita direta com laser para construir estruturas com um nível de detalhamento nunca alcançado, obtendo o padrão necessário para aplicações ópticas.
[Imagem: Sun et al./Wiley]

Escrita direta com laser

Essa técnica de "escrita" direta com laser geralmente produz estruturas muito grosseiras, inadequadas para aplicações ópticas.

Os pesquisadores descobriram que isso pode ser resolvido com um meticuloso trabalho de ajuste da duração de cada pulso do laser, de sua intensidade e da concentração de proteína na solução.

Encontrados os parâmetros adequados, a equipe construiu microlentes com propriedades ópticas excepcionais, que não ficam nada a dever às lentes tradicionais.

Controle de foco

Para acionar o "autofoco" das microlentes, basta alterar o pH da solução com a qual elas entram em contato.

Um aumento do pH faz as lentes absorverem líquido, fazendo-as inchar. Se o aumento na espessura for limitado por uma superfície de vidro, as lentes crescem em largura e tornam-se mais planas.

Uma redução no pH faz o gel encolher, tornando a lente mais curva.

Como o raio da curvatura determina o ponto focal da lente, este método pode ser usado para focar a lente com muita precisão.

Como as lentes de proteína são biocompatíveis, elas podem ser usadas em sistemas de análise para diagnósticos médicos ou em qualquer aplicação do tipo "laboratório em um chip".

Bibliografia:

Artigo: Dynamically Tunable Protein Microlenses
Autores: Yun-Lu Sun, Wen-Fei Dong, Rui-Zhu Yang, Xiang Meng, Lu Zhang, Qi-Dai Chen, Hong-Bo Sun
Revista: Angewandte Chemie International Edition
Vol.: 50, 1 - 6
DOI: 10.1002/anie.201105925






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