Pesquisadores da Universidade de Illinois Urbana-Champaign estãousando nanodiamantes microsca³picos para calibrar e avaliar o desempenho de microsca³pios de alta potaªncia. Sua longevidade e durabilidade tornam os minaºsculos "kits de primeiros socorros" mais do que adequados para a tarefa.

Os sistemas avana§ados de microscopia a³ptica fornecem visualizações de alta resolução da estrutura e função das células e compostos moleculares. O desenvolvimento de um fantoma de nanodiamante fluorescente esta¡vel promete aplicabilidade de amplo alcance para pesquisa de microscopia e controle de qualidade .

"Ha¡ potencial para que isso se torne uma ferramenta de calibração padrãoem microscopia de fluorescaªncia em todo o mundo. Esta amostra étão conveniente e tão fa¡cil de usar, que esperana§osamente tera¡ um grande impacto", disse Mantas Žurauskas, um pesquisador de imagens cientista do GlaxoSmithKline Center for Optical Molecular Imaging do Beckman Institute for Advanced Science and Technology, que liderou a pesquisa.

O artigo da equipe, "Nanodiamonds fluorescentes para caracterização de sistemas de microscopia não linear", foi publicado na Photonics Research.

Nanodiamantes fluorescentes sãopartículas microsca³picas com pequenas quantidades de outros elementos químicos presos dentro como impurezas. A pesquisa de Žurauskas estabelece sua eficácia na produção de imagens microsca³picas esta¡veis.

"[Eles] são aºnicos na maneira como não branqueiam", disse Žurauskas. "Cada vez que vocêolha para eles, eles parecem iguais. Isso émuito raro na microscopia de fluorescaªncia."

A criação de amostras de calibração confia¡veis, chamadas phantoms, éum desafio em imagens de microscopia biomédica.

"Ha¡mudanças cada vez que vocêolha para uma estrutura fluorescente. Como fantasmas, eu usei contas fluorescentes com muita frequência, são como pequenas contas cheias de corante fluorescente. Cada vez que vocêolha para elas, elas ficam um pouco mais fracas. a‰ realmente essa fluorescaªncia decadaªncia, que éum grande inimigo da microscopia de fluorescaªncia ", disse Žurauskas.

A estabilidade de uma amostra de calibração éfundamental para avaliar a qualidade do dia a dia do sistema a³ptico.

"a‰ uma espanãcie de kit de primeiros socorros para um microsca³pio", disse Žurauskas. "Idealmente, queremos pegar o mesmo objeto todas as vezes e ver a mesma imagem."

A estabilidade e longevidade dos nanodiamantes permite sua reutilização conta­nua como uma ferramenta de calibração, eliminando a preparação intensiva de ma£o de obra normalmente submetida aos pesquisadores.

O ambiente de pesquisa colaborativa da Beckman foi fundamental para a engenharia desse fantasma de imagem robusto e fa¡cil de usar.

"[Professor e codiretor do GSK Center] Stephen Boppart criou um ambiente aºnico e uma gama única de conhecimentos para que as pessoas possam se encontrar nos corredores, falar sobre os desafios que enfrentam diariamente e encontrar essas soluções únicas que são apenas possí­vel neste tipo de ambiente ", disse Žurauskas.

Boppart também enfatizou a natureza interdisciplinar única desta pesquisa.

"Temos um grande laboratório interdisciplinar que faz desenvolvimento e aplicação ponta a ponta, então desenvolvemos fontes de laser, desenvolvemos microsca³pios e usamos esses microsca³pios para fazer pesquisas biológicas e médicas, atémesmo estudos clínicos em humanos. Esses nanodiamantes e fantasmas são apenas um exemplo em que também desenvolvemos novas ferramentas para acompanhar o desenvolvimento dos sistemas de microscopia que fazemos.

"Este elemento interdisciplinar e altamente colaborativo foi extremamente importante para que esta pesquisa acontecesse", disse Boppart.

Žurauskas explica: "Os nanodiamantes são distribua­dos aleatoriamente e são muito esparsos, de modo que vocêpode olhar para aspartículas individuais ou, na extremidade oposta do espectro, pode ver as distribuições densas dessas partículas Um segundo plano contanãm uma grade do visor , que éefetivamente uma grade usinada a laser com nanodiamantes incorporados. Isso ajuda a encontrar a mesma área todas as vezes. "

Parceiros da indústria estãoavaliando o fantasma de imagem para uso mais amplo.

“Atualmente temos duas empresas avaliando o fantasma. Uma empresa éa LiveBx, uma pequena subsidia¡ria da universidade. Essa empresa em particular estãointeressada em como esses fantasmas podem ser usados ​​para melhorar seu sistema, disse Žurauskas.

O parceiro da indústria GlaxoSmithKline também estãotrabalhando para avaliar o novo modelo para aplicações de controle de qualidade em seus pra³prios laboratórios de pesquisa biomédica.

A tecnologia representa um importante avanço cienta­fico para calibrar sistemas de microscopia e as imagens que eles geram, e aponta para pesquisas futuras na criação de fantasmas mais avana§ados e esta¡veis.