{"id":54877,"date":"2024-10-11T11:17:42","date_gmt":"2024-10-11T14:17:42","guid":{"rendered":"https:\/\/jornalfatosenoticias.com.br\/?p=54877"},"modified":"2024-10-11T11:17:43","modified_gmt":"2024-10-11T14:17:43","slug":"raio-trator-para-celulas-cabe-dentro-de-um-chip","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/jornalfatosenoticias.com.br\/index.php\/2024\/10\/11\/raio-trator-para-celulas-cabe-dentro-de-um-chip\/","title":{"rendered":"Raio trator para c\u00e9lulas cabe dentro de um chip"},"content":{"rendered":"\n

A pin\u00e7a \u00f3ptica integrada usa um feixe de luz para capturar e manipular part\u00edculas biol\u00f3gicas sem danificar as c\u00e9lulas<\/span><\/em><\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Ainda n\u00e3o conseguimos capturar naves espaciais \u2014 ou avi\u00f5es e nem nada nessa propor\u00e7\u00e3o \u2014 mas um novo sistema de manipula\u00e7\u00e3o \u00f3ptica de part\u00edculas, agora constru\u00eddo dentro de um chip, consegue aprisionar e mover com precis\u00e3o part\u00edculas biol\u00f3gicas, como c\u00e9lulas.
Pequeno o suficiente para caber na palma da m\u00e3o, o dispositivo usa um feixe de luz emitido por um chip de sil\u00edcio para manipular part\u00edculas a mil\u00edmetros de dist\u00e2ncia da superf\u00edcie do chip. A luz pode penetrar nas l\u00e2minas de vidro transparentes que protegem as amostras usadas em experimentos biol\u00f3gicos, permitindo que as c\u00e9lulas sejam manipuladas mesmo dentro de um ambiente est\u00e9ril.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n\n

As pin\u00e7as \u00f3pticas<\/a>\u00a0s\u00e3o aparatos bem conhecidos e largamente usados \u2014 a\u00a0inven\u00e7\u00e3o das pin\u00e7as \u00f3pticas ganhou o Nobel de F\u00edsica de 2018<\/a>. Elas capturam e manipulam part\u00edculas usando luz, mas geralmente exigem configura\u00e7\u00f5es de microsc\u00f3pio volumosas. Aparatos fot\u00f4nicos baseados em chip podem oferecer uma solu\u00e7\u00e3o mais compacta, de fabrica\u00e7\u00e3o em massa, mais barata e de alto rendimento, disseminando a ferramenta de manipula\u00e7\u00e3o \u00f3ptica para pesquisas em biologia e medicina.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Tamb\u00e9m j\u00e1 haviam sido criadas pin\u00e7as \u00f3pticas integradas, dentro de chips, mas elas s\u00f3 conseguem capturar e manipular c\u00e9lulas que estejam muito pr\u00f3ximas ou diretamente na superf\u00edcie do chip. Isso contamina o chip e pode estressar as c\u00e9lulas, limitando a compatibilidade com os rigores exigidos nos experimentos biol\u00f3gicos.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Matriz de luz
<\/span><\/strong>Tal Sneh e colegas do MIT, nos EUA, resolveram essa defici\u00eancia usando um sistema chamado matriz \u00f3ptica em arranjo de fase, um conjunto de diversos emissores de luz, dispostos lado a lado, que podem ser coordenados para gerar um feixe comum, com a grande vantagem de que o controle individual de cada emissor permite controlar o feixe com grande precis\u00e3o e em tempo real.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Esse feixe de luz foca cerca de cinco mil\u00edmetros acima da superf\u00edcie do chip, o que \u00e9 ao menos 100 vezes mais distante do que os dispositivos existentes. Dessa forma, torna-se poss\u00edvel capturar e manipular part\u00edculas biol\u00f3gicas que permanecem dentro de um ambiente est\u00e9ril, protegendo da contamina\u00e7\u00e3o tanto o chip quanto as part\u00edculas.<\/p>\n\n\n\n

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Ningu\u00e9m havia criado pin\u00e7as \u00f3pticas baseadas em fot\u00f4nica de sil\u00edcio capazes de capturar micropart\u00edculas em uma dist\u00e2ncia de escala milim\u00e9trica antes. Esta \u00e9 uma melhoria de v\u00e1rias ordens de magnitude maior em compara\u00e7\u00e3o com demonstra\u00e7\u00f5es anteriores”, disse a professora Jelena Notaros.<\/span><\/p><\/blockquote>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n\n

N\u00e3o \u00e9 raio trator, \u00e9 pin\u00e7a \u00f3ptica
<\/span><\/strong>O feixe de luz exerce for\u00e7a gra\u00e7as a uma propriedade chamada press\u00e3o de radia\u00e7\u00e3o da luz<\/a>, o mesmo princ\u00edpio que impulsiona as\u00a0velas solares no espa\u00e7o<\/a>. As for\u00e7as exercidas pelo feixe puxam as micropart\u00edculas em dire\u00e7\u00e3o ao centro do foco de luz, efetivamente capturando-as. Ao direcionar o feixe de luz, \u00e9 poss\u00edvel manipular objetos min\u00fasculos no plano. <\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Assim, embora a equipe chame seu aparato de “raio trator”, n\u00e3o se trata de um “raio trator<\/a>“, n\u00e3o se trata de um raio trator de pleno direito, j\u00e1 que ele n\u00e3o puxa as part\u00edculas na dire\u00e7\u00e3o do feixe de luz. O primeiro\u00a0raio trator \u00f3ptico foi demonstrado na pr\u00e1tica em 2010<\/a>, em 2012 surgiu um mecanismo\u00a0capaz de puxar e empurrar nanopart\u00edculas usando um \u00fanico feixe de luz<\/a>\u00a0e, em 2014, os\u00a0raios tratores a laser passaram a puxar, brecar e empurrar part\u00edculas<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Com a fot\u00f4nica de sil\u00edcio, podemos pegar esse sistema grande, tipicamente em escala de laborat\u00f3rio, e integr\u00e1-lo em um chip. Isso representa uma \u00f3tima solu\u00e7\u00e3o para os bi\u00f3logos, pois isso lhes d\u00e1 funcionalidade de captura e pin\u00e7amento \u00f3ptico sem a sobrecarga de uma volumosa e complicada configura\u00e7\u00e3o \u00f3ptica”, disse Notaros.<\/span><\/p><\/blockquote>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Para testar seu dispositivo, os pesquisadores come\u00e7aram capturando e manipulando pequenas esferas de poliestireno. Como funcionou, eles passaram a trabalhar com c\u00e9lulas cancer\u00edgenas, para demonstrar a viabilidade da ferramenta para estudos biol\u00f3gicos e m\u00e9dicos.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n\n

A equipe planeja agora refinar o sistema para permitir uma altura focal ajust\u00e1vel para o feixe de luz. Eles tamb\u00e9m querem aplicar o dispositivo a diferentes sistemas biol\u00f3gicos e usar m\u00faltiplos locais de captura de part\u00edculas ao mesmo tempo, para fazer manipula\u00e7\u00f5es mais complexas.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Bibliografia
<\/span><\/strong>Artigo: Optical tweezing of microparticles and cells using silicon-photonics-based optical phased arrays<\/em>
Autores: Tal Sneh, Sabrina Corsetti, Milica Notaros, Kruthika Kikkeri, Joel Voldman, Jelena Notaros
Revista: Nature Communications
Vol.: 15, Article number: 8493
DOI: 10.1038\/s41467-024-52273-x<\/p>\n\n\n\n

Fonte: Inova\u00e7\u00e3o Tecnol\u00f3gica<\/a><\/em><\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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