Laser e campos elétricos combinados em chip-laboratório

Redação do Site Inovação Tecnológica - 14/07/2011

A técnica combina raios laser e campos elétricos para manipular fluidos e nanopartículas, incluindo bactérias, vírus ou moléculas de DNA.
[Imagem: Stuart J. Williams]

Chip biológico

Pesquisadores desenvolveram uma nova tecnologia que combina feixes de raios laser e campos elétricos para manipular líquidos e pequenas partículas dentro de uma pastilha de vidro cheio de microcanais - um assim chamado chip microfluídico.

A técnica permite manipular bactérias, vírus ou moléculas de DNA, trazendo para dentro de um chip o que hoje exige equipamentos de laboratório de grande porte.

Essa miniaturização abre uma grande gama de possíveis aplicações, das pesquisas de laboratório e a fabricação de medicamentos e outros produtos de química fina, até o monitoramento da qualidade de alimentos.

Manipulação optoelétrica

A técnica foi batizada de "manipulação optoelétrica híbrida em microfluídica".

O trabalho de lidar com as partículas começa com um laser vermelho, que é usado para posicionar uma gota do material a ser analisado - ou uma gota dentro da qual o material a ser analisado está diluído.

Em seguida, um laser infravermelho altamente concentrado é usado para aquecer as gotículas.

Finalmente, um campo elétrico faz com que o líquido aquecido circule, graças a um fenômeno conhecido como "vórtice microfluídico."

Esse vórtice é usado para isolar determinados tipos de partículas sólidas no líquido em circulação, funcionando como uma microcentrífuga.

A concentração das partículas depende da localização, do tamanho e da forma do padrão do laser infravermelho.

"Tudo isso acontece muito rapidamente," explica Steven Wereley, do Laboratório Nacional Oak Ridge, nos Estados Unidos. "É necessário menos de um segundo para que as partículas respondam e sejam puxadas para fora da solução."

Laboratórios em um chip

"Um aspecto muito importante é que conseguimos uma integração de tecnologias que permite a manipulação ao longo de um espectro muito grande de comprimentos de escala," afirmou Aloke Kumar, também membro da equipe que desenvolveu a nova técnica.

Essa amplitude operacional permite manipular desde objetos considerados de grande porte no campo da nanotecnologia, como gotículas, até minúsculas moléculas de DNA dentro dessas gotículas.

A tecnologia já está pronta para algumas aplicações, incluindo diagnósticos médicos e coleta e análise de amostras ambientais.

"Há duas grandes possibilidades principais de aplicações", disse Kumar. "A primeira é na micro e nanofabricação e a segunda nos sensores lab-on-a-chip."

Esses "laboratórios em um chip", ou microlaboratórios, têm-se mostrado úteis em aplicações muito relevantes no campo da biologia e da biomedicina, sendo também promissores para análises laboratoriais, os tradicionais exames de laboratório, que poderão passar a ser feitos no próprio consultório médico.

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