Pesquisadores do KIT desenvolvem técnica de laser sem contato para girar amostras microscópicas

Até agora, era tecnicamente quase impossível girar amostras altamente sensíveis em todas as direções sob um microscópio sem fazer contato. Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (KIT) desenvolveram uma nova técnica baseada em laser que permite que amostras microscópicas, como células, sejam giradas sem contato em todas as três direções espaciais. O laser cria pequenas diferenças de temperatura no líquido, que desencadeiam fluxos suaves de fluido que movem a amostra. Isso protege amostras delicadas e permite imagens tridimensionais mais precisas – um passo importante para a pesquisa médica básica.

Os microscópios ópticos modernos podem produzir imagens extremamente nítidas num único plano, comparáveis ​​a uma fotografia, mas as informações de profundidade são muitas vezes imprecisas. Para superar esta limitação, as amostras devem ser fotografadas a partir de múltiplos ângulos de visão e as imagens combinadas em um modelo tridimensional. Isso requer a rotação do objeto sob investigação. O novo método permite fazer isso de uma maneira excepcionalmente suave.

Rotação sem contato físico

A equipe de pesquisa liderada pelo professor Moritz Kreysing e pelo Dr. Fan Nan, do Instituto de Sistemas Biológicos e Químicos do KIT, usa um laser para aquecer localmente o líquido no qual a amostra está suspensa. Isso cria fluxos de fluidos sutis que podem ser usados ​​para mover com precisão objetos microscópicos flutuantes – totalmente sem microferramentas mecânicas, como pequenas pipetas, agulhas ou pinças.

“Não manipulamos a amostra diretamente”, diz Nan. “Em vez disso, controlamos o movimento do líquido circundante para que o objeto se alinhe.”

Os fluxos acionados por laser são conhecidos há algum tempo, mas anteriormente só permitiam o movimento dentro de um único plano. Agora, a rotação controlada no espaço tridimensional também é possível: ao varrer rapidamente o laser, os investigadores geram um fluxo em espiral que gira suavemente os objetos – semelhante a um pequeno barco de papel girando sozinho num pequeno redemoinho.

Benefícios para medicina e tecnologia

O controle tridimensional permite que as estruturas celulares sejam capturadas de forma mais eficaz a partir de diferentes perspectivas.

Quando as amostras podem ser alinhadas com mais precisão, vemos mais detalhes. Este é um pré-requisito fundamental para uma melhor compreensão das estruturas e processos biológicos.”

Professor Moritz Kreysing, Instituto de Sistemas Biológicos e Químicos do KIT

No longo prazo, o método também poderá se tornar relevante para micromanipulação sem contato, robótica microscópica ou fabricação altamente precisa em escalas menores, de acordo com Kreysing.