NOVA TÉCNICA ÓPTICA PERMITE SONDAR UMA ÚNICA MOLÉCULA

No Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP, pesquisa utilizou um microscópio óptico confocal para desenvolver uma técnica que permite detectar uma única molécula, medir os fótons emitidos por ela e, a partir da correlação desses fótons, obter propriedades dessa mesma molécula. O método desenvolvido possibilita obter informações sobre quanto tempo essa molécula permaneceu no volume microscópico e, com os resultados alcançados, obter o seu quociente de difusão e inferir sua geometria molecular.

Profº. Gontijo: “Estudar as propriedades de eventos isolados, como o rastreamento e a difusão de biomoléculas (proteínas e enzimas) na membrana e no interior das células, oferece grandes vantagens sobre medidas macroscópicas que refletem apenas uma média de uma propriedade física”.

Acrescenta ainda que: “Estas informações são cruciais quando o sistema é heterogêneo, como os biológicos e os poliméricos. Acompanhar, em tempo real, os fenômenos e processos, a nível celular e tecidual, é extremamente relevante para o entendimento de processos envolvidos em um diagnóstico óptico, por exemplo”.

A técnica utilizada (Espectroscopia de Fluorescência de Correlação) já tem dez anos, mas este novo método vem apurar todo o conceito, desenvolvendo uma técnica que permitirá, por exemplo, na área das terapias fotodinâmicas, inserir drogas cujos alvos sejam células cancerígenas.

Pesquisador Fernando Tsutae: “Ao injetar uma droga dentro de uma determinada célula, por intermédio deste novo método consegue-se ver nitidamente a introdução dela na membrana celular, bem como a forma como a droga se difunde em qualquer ponto, o tempo que ela leva a chegar ao alvo e o caminho que ela percorre”.

Sintetiza seu pensamento afirmando: “Dominar a emissão de uma única molécula permitirá obter informações até agora ‘escondidas’, e não uma média de um conjunto muito vasto de moléculas, como é feito até agora”.

CONTROLE DA MATÉRIA

Nas últimas décadas, muito da pesquisa científica se voltou para o sonho expresso pelo físico norte-americano, Richard Feynman, em 1959, de manipular e controlar a matéria em escala atômica e molecular. Atingir o limite máximo na investigação de moléculas e de átomos individuais e, posteriormente, modificar o seu comportamento, tem sido não só um sonho, mas o objetivo principal de muitos investigadores. Feynman foi um dos pioneiros da eletrodinâmica quântica e Prémio Nobel da Física em 1965. O cientista nasceu em Nova Iorque, em 11 de maio de 1918 e faleceu em Los Angeles, no dia 15 de fevereiro de 1988. 

Já o avanço da microscopia óptica, nos últimos anos, permitiu a detecção de moléculas isoladas em ambientes complexos da matéria condensada. A técnica óptica permite desvendar efeitos únicos encobertos pelas médias, quando se mede um número grande de moléculas (maior que 1.015 moléculas) pela microscopia convencional. 

A medição de uma molécula isolada tem permitido a observação de novos efeitos e medições diretas de flutuações das propriedades moleculares. Os experimentos abrem novos rumos na espectroscopia molecular, óptica quântica, dinâmica molecular no estado sólido e uma gama crescente de problemas biofísicos que podem ser entendidos a partir de observações diretas de uma única molécula. 

Com o auxílio de um microscópio óptico confocal, os pesquisadores têm a possibilidade de analisar tudo o que acontece no interior de um volume extremamente pequeno, de aproximadamente 1 femptolitros (10-15 litros) — matéria, solução, etc. —, podendo detectar, por exemplo, o trânsito de uma única proteína dentro de uma célula viva e, a partir dessa observação, extrair inúmeras informações. A técnica permite medir diretamente moléculas em meio liquido, com concentrações da ordem de 10-11 mol/L.

Origem: Biologias

Referências:

Nova técnica óptica permite sondar uma única molécula. Agência USP - Assessoria de Comunicação do IFSC, Disponível em: <https://www.usp.br/agen/?p=148647>, acessado em 20 de jan. de 2014.