Microscópio revolucionário é criado com sensores de diamante

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Nanotecnologia

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/02/2025

Microsc?pio revolucion?rio ? criado com sensores de diamante

Princ?pio b?sico da microscopia ?ptica de resson?ncia magn?tica nuclear de campo amplo.
[Imagem: Karl D. Briegel et al. - 10.1038/s41467-024-55003-5]


Microscopia de spin nuclear

Usando um microsc?pio para visualizar sinais magn?ticos de resson?ncia magn?tica nuclear, pesquisadores da Universidade T?cnica de Munique, na Alemanha, inventaram um campo inteiramente novo de microscopia, que eles batizaram de "microscopia de spin nuclear".

Os aparelhos de resson?ncia magn?tica (MRI) s?o conhecidos por sua capacidade de olhar profundamente no corpo humano e criar imagens de ?rg?os e tecidos - o novo m?todo estende essa t?cnica ao reino dos detalhes microsc?picos.

Isto foi poss?vel porque sensores qu?nticos convertem os sinais magn?ticos em luz, permitindo observar tudo diretamente ao microsc?pio ou fazer imagens desses sinais em alt?ssima resolu??o.

"Os sensores qu?nticos utilizados permitem converter sinais de resson?ncia magn?tica em sinais ?pticos. Esses sinais s?o capturados por uma c?mera e apresentados como imagens," resumiu o professor Dominik Bucher.

A resolu??o do novo microsc?pio de resson?ncia magn?tica chega a dez micr?metros (10-5 metro), o que ? t?o preciso que at? mesmo as estruturas de c?lulas individuais poder?o se tornar vis?veis.

Microsc?pio revolucion?rio ? criado com sensores de diamante

Detec??o qu?ntica de campo amplo com uma c?mera de alta velocidade.
[Imagem: Karl D. Briegel et al. - 10.1038/s41467-024-55003-5]

Microsc?pio de resson?ncia magn?tica

O cora??o do novo microsc?pio ? um pequeno chip de diamante, que funciona como um sensor.

Este diamante, especialmente preparado no n?vel at?mico, funciona como um sensor qu?ntico altamente sens?vel para campos magn?ticos. Quando irradiado com luz laser, ele gera um sinal fluorescente contendo as informa??es do sinal de resson?ncia magn?tica. Esse sinal ? registrado com uma c?mera de alta velocidade, que ent?o produz imagens com uma resolu??o significativamente maior do que as dos exames de resson?ncia atuais, chegando at? o n?vel microsc?pico.

As aplica??es potenciais da microscopia de resson?ncia magn?tica s?o muitas e promissoras, por exemplo na pesquisa do c?ncer, onde c?lulas individuais poder?o ser examinadas em detalhes para obter novas informa??es sobre o crescimento e a dissemina??o do tumor - tudo diretamente por um exame comum, sem a necessidade de coleta de bi?psias. Na pesquisa farmac?utica, a tecnologia poder? ser usada para testar e otimizar princ?pios ativos em n?vel molecular.

O microsc?pio de resson?ncia magn?tica tamb?m oferece excelente potencial na ci?ncia dos materiais, para analisar a composi??o qu?mica de materiais de pel?cula fina, materiais monoat?micos ou catalisadores.

"A fus?o da f?sica qu?ntica e do imageamento abre possibilidades completamente novas para entender o mundo no n?vel molecular," concluiu o pesquisador Karl Briegel, respons?vel pela constru??o do novo microsc?pio.

Bibliografia:

Artigo: Optical widefield nuclear magnetic resonance microscopy
Autores: Karl D. Briegel, Nick R. von Grafenstein, Julia C. Draeger, Peter Bl?mler, Robin D. Allert, Dominik B. Bucher
Revista: Nature Communications
Vol.: 16, Article number: 1281
DOI: 10.1038/s41467-024-55003-5

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