Ciência
– Mundo Cientifico –
Pulso sensorial
de nano escala de condutividade celular
Por Live Science
26 de julho de 2013
(ISNS) - A batida do coração, ou um pulso, é um
indicador padrão de saber se uma pessoa ou qualquer outro animal está vivo ou
morto. Mas, por uma única célula biológica, verificando sua viabilidade -
o seu estado de ser "vivo" - não é assim tão simples.
Sabendo viabilidade de uma célula é
uma informação valiosa para estudar como
funciona um antibiótico, como substâncias tóxicas e matam as
células como uma infecção se espalha. No entanto, a maioria dos testes de
viabilidade de células - envolvem procedimentos invasivos tais como injeção de
um corante para dentro da célula. Os testes são caros e, depois, os
cientistas têm de se desfazer das células.
Mas agora, um grupo de pesquisadores
sul-coreanos desenvolveram um dispositivo não-invasivo que utiliza
condutividade térmica da célula - sua capacidade de agir como um canal para o
calor - para determinar sua viabilidade.
O tamanho não
importa
A célula viva é como um
around-the-clock de fábrica - o alimento é constantemente quebrado, materiais
complexos são continuamente montados e proteínas entram e saem. Todas
estas atividades, quer tomar ou dar calor. Rastreamento a passagem de
calor através da célula poderia indicar como ativo da célula é, ou se ele está
vivo em tudo.
No entanto, existe um pequeno
problema - o tamanho da célula.
Uma única célula é um milhão de vezes
menor do que o do volume de uma gota de água. Nessa escala, a maioria dos
dispositivos não podem facilmente separar propriedades de calor da célula em
torno de fontes de calor, de acordo com Dongsik Kim, da Universidade Pohang de
Ciência e Tecnologia da Coréia do Sul, autor sênior do estudo.
Os investigadores, no entanto,
resolvido este problema criando um dispositivo extremamente pequeno que usa uma
técnica física comum chamado método omega-3 para medir o valor de condutividade
de calor da célula - conhecido como o seu k valor. Eles
descobriram que o mais elevado da pilha de k valor, menos
provável será a célula é viável.
Quando uma célula viva, a sua parede
exterior hermeticamente controla o movimento dos materiais que transportam o
calor dentro ou para fora, mantendo assim um equilíbrio de calor constante. Quando
uma célula morre, no entanto, as paredes exteriores começar a ruir, deixando o
fluxo de água e outros materiais livremente para dentro e para fora da célula,
interrompendo seu interior calor "rede".
Embora muito longe de uma Trek-esque
Estrela bioscanner, o dispositivo recém-desenvolvido foi capaz de
distinguir os k valores de três diferentes tipos de células
humanas e de ratos retirados do fígado, um tecido conjuntivo e uma linha
celular cultivada em laboratório.
Os pesquisadores descobriram que as
células mortas do fígado e amostras de laboratório-crescido tinha 6 e 13 por
cento mais altos k valores, respectivamente, de células vivas.
Os pesquisadores esperam que o mesmo
princípio pode distinguir as células saudáveis a partir de células doentes. Também
acreditamos que a medida k valores em células individuais,
pode ajudar a determinar o tipo de células na amostra.
Como funciona
O dispositivo possui uma fina tira de
metal que é moldada sobre uma camada de vidro e toca um pequeno poço dessa
amostra de células. A 200 nanômetros de largura, a faixa de metal é cerca
de 400 vezes mais fina que um fio de cabelo humano.
No método de omega-3, a tira de metal
é "ativado" por um pulso eléctrico e libera calor, o qual é apanhado
pela célula. Quanto calor da célula pega depende do seu k valor. A
transferência de calor cria uma alteração na tensão de saída, que é usado para
calcular a célula de k valor.
Ao duplicar como fonte de calor e um
tipo de indicador, a tira de metal elimina a necessidade de instrumentos
volumosos, reduzindo significativamente o tamanho do dispositivo. Seu
tamanho minúsculo também garante que o calor gerado é repassado para a amostra
de células sozinho e não ao ambiente da célula, disse Kim.
O novo dispositivo mostra potencial
para testes dentro do corpo humano ou animal, em princípio, disse ele.
"Uma das aplicações futuras da
tecnologia é instalar o sensor na ponta de um endoscópio. Então, sem tirar uma
amostra de células para fora, podemos analisar o tecido ...", escreveu ele
em um e-mail.
O método de 3 omega tem sido usada há
décadas para estudar as propriedades de calor de uma vasta gama de materiais
desde lâmpadas até nanotubos de carbono. Kim e seus colegas vêm
trabalhando sobre a técnica há muitos anos e conseguiu analisar amostras
líquidas minúsculas apenas recentemente.
O que é inovador, no entanto, é a
aplicação dessa ferramenta de medição para um novo sistema, um sistema
biológico, disse Jonathan Malen, um engenheiro mecânico da Universidade
Carnegie Mellon em Pittsburgh.
"É muito interessante como eles
adaptaram o método de ômega-3 para medir a condutividade de uma única
célula", disse Malen.
Texto em PDF:
Disponível em: <
http://www.livescience.com/38482-nanoscale-sensor-probes-cells-pulse.html
> Acesso dia 29 de julho de 2013.
Nenhum comentário:
Postar um comentário