Uma nova técnica chamada “femtosecond-fieldoscopy”, desenvolvida pelo Instituto Max Planck, permite a detecção precisa de biomarcadores em quantidades minúsculas de líquido usando pulsos de laser ultracurtos.
Esse método fornece uma “impressão digital” molecular clara para identificar moléculas específicas e abre possibilidades para pesquisas avançadas em biomedicina.
Avanço na Detecção de Biomarcadores:
Em um desenvolvimento inovador para a detecção de biomarcadores, os pesquisadores do Instituto Max Planck para a Ciência da Luz apresentaram uma nova técnica chamada “femtosecond-fieldoscopy”. Esse método permite medir com alta precisão quantidades minúsculas de líquido, até o nível de micromolar, com sensibilidade excepcional no espectro próximo ao infravermelho. Esse avanço abre possibilidades empolgantes para a bioimagem sem a necessidade de marcadores e para detectar moléculas em ambientes aquosos, com aplicações promissoras na ciência biomédica.
Os pulsos ultracurtos de laser podem fazer com que as moléculas vibrem, de forma parecida com um toque rápido que faz um sino soar. Quando são excitadas por esses pulsos de luz breves, as moléculas geram um sinal conhecido como “decaimento de indução livre” (FID), que contém informações valiosas sobre as moléculas. Esse sinal, que dura apenas um trilionésimo de segundo, oferece uma “impressão digital” única da molécula. A “femtosecond-fieldoscopy” melhora a detecção desse sinal ao separá-lo do pulso do laser, facilitando a observação da resposta da molécula sem interferências. Essa descoberta permite que os cientistas identifiquem moléculas específicas com extrema precisão, possibilitando a detecção de marcadores biológicos de forma mais limpa e sem interferências.
Para provar que a técnica funciona, os pesquisadores mostraram que conseguem medir bandas fracas de combinação em água e etanol em concentrações tão baixas quanto 4,13 micromoles, destacando a precisão e o potencial do método.
Avanços na Medição de Pulsos Ultrarrápidos:
O coração dessa técnica é a criação de pulsos de luz ultracurtos e de alta potência, obtidos usando fibras de cristal fotônico preenchidas com gás. Esses pulsos, comprimidos para quase um único ciclo de uma onda de luz, são combinados com pulsos estáveis em fase próximos ao infravermelho para a detecção. Um método chamado amostragem eletro-óptica mede esses pulsos ultrarrápidos com uma largura de banda de detecção quase em petahertz, capturando campos com uma resolução temporal de 400 attossegundos. Essa resolução de tempo extraordinária permite que os cientistas observem interações moleculares com uma precisão incrível.
“Nossos resultados melhoram significativamente as capacidades analíticas para a análise de amostras líquidas, proporcionando maior sensibilidade e um alcance dinâmico mais amplo,? disse Anchit Srivastava, estudante de doutorado no Instituto Max Planck para a Ciência da Luz. “Importante, nossa técnica nos permite filtrar sinais tanto das fases líquida quanto gasosa, levando a medições mais precisas.”
Hanieh Fattahi explica: “Ao medir simultaneamente informações de fase e intensidade, abrimos novas possibilidades para a espectro-microscopia biológica de alta resolução. Essa pesquisa não só amplia os limites da metrologia de campo resolvido, mas também aprofunda nosso entendimento sobre fenômenos ultrarrápidos e tem potencial para aplicações em várias áreas, como química e biologia, onde a detecção precisa de moléculas é essencial.”
Publicado em 27/10/2024 14h43
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