Raio trator nanotecnológico aprisiona moléculas de DNA

Redação do Site Inovação Tecnológica - 12/02/2009

[Imagem: Nicolle Rager Fuller]

Utilizando um raio de luz dirigido ao longo de minúsculos canais escavados em uma placa de silício, pesquisadores criaram uma armadilha em nanoescala que pode segurar firmemente moléculas de DNA e vários tipos de nanopartículas.

Ao segurar firmemente as moléculas e nanopartículas, enquanto o fluido ao seu redor circula livremente, o novo dispositivo permitirá que pesquisadores aprimorem a precisão dos sensores biológicos, criem ferramentas totalmente novas para uso no interior dos biochips, microlaboratórios clínicos do tamanho de um chip de computador, e montem nanomáquinas molécula por molécula.

Manipulando matéria com luz

A luz já é utilizada para manipular partículas, nas chamadas pinças ópticas. Esta nova ferramenta, contudo, que está sendo chamada pelos pesquisadores de raio trator nanoscópico, permite a manipulação das nanopartículas de forma mais precisa, além de possibilitar movê-las a distâncias maiores.

"Em nanoescala, nós podemos pensar na luz como uma série de partículas sem massa chamadas fótons. Nós demonstramos uma forma de condensar esses fótons em uma área muito pequena e dispará-los ao longo de um tipo especial de guia de ondas, um dispositivo que funciona como uma fibra óptica em nanoescala," explica o professor David Erickson, da Universidade de Cornell.

"Quando pedaços de matéria, como moléculas de DNA ou nanopartículas, flutuam próximas a esse feixe de fótons, essa matéria é sugada para o interior do feixe de luz e é então empurrada para a frente junto com o fluxo de fótons. O efeito é parecido como empurrar um caminhão atirando bolas de beisebol em sua traseira," brinca o pesquisador.

O segredo para o sucesso da experiência foi conseguir que um número suficiente de "bolas fotônicas" atinja as nanopartículas de forma a movê-las de forma contínua.

Disparo de raio laser

Cada um dos microcanais no interior do guia de ondas mede entre 60 e 120 nanômetros de largura, o que é muito menos do que os 1.500 nanômetro do comprimento de onda do laser de infravermelho que é disparado através deles. Os canais mantêm as ondas de luz focadas e aumentam o número de suas colisões com as partículas de DNA, evitando que elas se movimentem no fluido ao seu redor.

Agora os cientistas planejam melhorar o rendimento do aparelho, que consegue capturar apenas um quarto das partículas alvejadas. O próximo protótipo também já deverá ser capaz de capturar as moléculas de DNA e colocá-las em outro lugar.

Construção de nanomáquinas

Essa manipulação precisa permitirá, por exemplo, a construção de nanoestruturas a partir das moléculas de DNA e das nanopartículas, montando as nanoestruturas moléculas por moléculas, um dos grandes sonhos da nanotecnologia.

Para saber mais sobre o uso da energia dos fótons e da construção de nanomáquinas com DNA, veja A força dos fótons está conosco: luz consegue acionar nanomáquinas e Nanotubos de DNA servirão como moldes e dutos em nanomáquinas.

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