ZAP / Dall-E-2
São brilhantes, biológicos e podem ajudar a salvar vidas. Novo sensor baseado em mecânica quântica é fabricado pelo próprio corpo humano.
Os sensores quânticos fabricados a partir de uma proteína brilhante podem ser produzidos por células vivas e podem ser utilizados para medir com muito maior precisão pequenas alterações no corpo.
Isto poderá um dia ajudar na deteção precoce de doenças ou no rastreio da formação das células, conta a New Scientist.
Os sensores, já testados em ratos com sucesso, baseiam-se na propriedade mecânica quântica do spin e podem medir a temperatura, os campos magnéticos e outros fenómenos de forma muito mais sensível do que os dispositivos convencionais.
A inovação tem por base diamantes que contêm um defeito microscópico que faz com que o seu spin interaja com campos magnéticos externos, fazendo com que os diamantes brilhem de uma forma mensurável.
Ainda que estes dispositivos sejam sensíveis, por agora ainda ninguém foi capaz de os direcionar para processos celulares específicos.
A chave do sensor está numa proteína fluorescente comum utilizada na investigação biológica, denominada proteína fluorescente amarela melhorada (EYFP).
“Queremos obter algo à escala de poucos nanómetros que seja biocompatível”, diz o investigador David Awschalom. “Podemos tentar fabricar um sistema molecular e torná-lo biocompatível, essa é uma via. A outra via é começar com algo que seja biológico, como uma proteína”.
Para fazer com que a proteína funcione como um sensor quântico, Awschalom os seus colegas dispararam um laser azul sobre o fluoróforo, o composto sensível à luz que contém, para alterar temporariamente o spin dos seus eletrões, explicam no estudo publicado em novembro do ano passado. Campos elétricos ou alterações de temperatura podem então ser lidos por um laser vermelho.
Os investigadores mostraram que as propriedades quânticas do sensor podiam ser controladas com precisão utilizando micro-ondas e medidas utilizando o laser vermelho.
Produziram ainda o sensor de proteínas numa solução à temperatura ambiente e mostraram que era estável. “É espantoso que se possa controlar coerentemente um spin numa proteína à temperatura ambiente“, diz Erik Gauger professor da Universidade Heriot-Watt, no Reino Unido.
A EYFP, que é modificada a partir de uma proteína brilhante extraída pela primeira vez da geleia de cristal bioluminescente (Aequorea victoria), pode ser ligada a qualquer proteína produzida no interior de uma célula, modificando geneticamente os processos de produção de proteínas da célula.
A localização da proteína pode então ser rastreada utilizando as suas propriedades fluorescentes. “Temos a capacidade de utilizar a iluminação e o controlo de micro-ondas não só para ver as posições onde se encontram, mas também para detetar o ambiente magnético em torno destas proteínas“, diz Gauger.
Agora, os cientistas esperam que o sensor possa vir a ser utilizado na deteção precoce de doenças ou no rastreio de processos de formação de células.
“Estamos a aproveitar o que as pessoas sabem fazer bem, mas isso dá-nos toda uma riqueza de informação potencial adicional”, conclui.
