Brilhantes para medicina: nanodiamantes ajudam na construção de biossensores

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Cientistas da Universidade Nacional de Pesquisa Nuclear MEPhI (Rússia) realizaram uma pesquisa que deve ajudar na criação de biossensores com propriedades óticas aumentadas.

Os resultados da pesquisa, que teve por objetivo as propriedades óticas de nanodiamantes sintetizados por detonação (DND, do inglês detonation nanodiamonds) na sua interação com várias biomacromoléculas (moléculas de biopolímeros), foi publicada na revista Laser Physics Letters.

A sigla DND refere-se às nanoestruturas de carbono cuja estrutura cristalina se parece à do diamante; estas nanoestruturas são obtidas por síntese de detonação, usando substâncias explosivas.

Nos últimos anos, cientistas de todo o mundo têm se interessado ativamente pela interação dos DND com estruturas biológicas e moléculas de biopolímeros. Os resultados obtidos permitem encontrar novas soluções de tratamento de tumores, criar biossensores e implantes compatíveis com tecidos biológicos.

Crucial para estudos

A interação com os DND faz as biomacromoléculas mudarem suas propriedades. Isso é crucial para pesquisas em biomedicina, porque durante a desenvolvimento de novas substâncias fisiologicamente ativas a interação entre a estrutura da substância e suas propriedades fluorescentes é algo importante.

Hoje em dia, a área de aplicação de biossensores está sendo intensivamente ampliada. As nanoestruturas são usadas em pesquisas biomédicas, como um meio de transporte de fármacos dentro do organismo, enquanto suas propriedades semicondutoras e piezoelétricas permitem que sejam utilizadas na fotovoltaica e na criação de dispositivos eletrônicos e biossensores.

Os cientistas da MEPhI estudaram a interação de várias moléculas importantes para a medicina com os nanodiamantes (de 5 nanômetros) em películas obtidas por via de dispersão de uma placa sobre a superfície de silicone monocristálico. As moléculas usadas eram a porfirina, a mioglobina, o triptófano e DNA.

"Os resultados da pesquisa da interação de biomacromoléculas com DND mostram que os nanodiamantes aumentam a intensidade da fluorescência. Isso se deve ao fato que os nano-hidrossóis (soluções aquáticas) usados neste trabalho são capazes não só de refletir, senão também de dispersar a luz, o que aumenta a iluminação dentro da película, aumentando também a fluorescência", comenta Ekaterina Boruleva, do Departamento de bio, micro e nanotecnologias de laser da MEPhI.

© Foto / Courtesia da Rio TintoDiamante analisado por cientista
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Diamante analisado por cientista

Os cientistas explicam que isso demonstra que os nanodiamantes, incapazes de fluorescência, aumentam o sinal dos componentes fluorescentes presentes na biomacromolécula.

Protótipo de biossensores

Os métodos usados na pesquisa eram a espectroscopia de absorção e fluorescência e a microscopia de força atômica.

No futuro mais próximo, os cientistas planejam criar um protótipo de biossensor com base em nanopartículas de albumina para transportar medicamentos dentro do organismo. Além disso, planeja-se criar um protótipo de biossensor com base nos DND para diagnosticar estados pré-oncológicos e oncológicos em fases iniciais e desenvolver tecnologias para uso de biossensores.

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