Microscópio revolucionário é criado com sensores de diamante

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/02/2025

Princípio básico da microscopia óptica de ressonância magnética nuclear de campo amplo.
[Imagem: Karl D. Briegel et al. - 10.1038/s41467-024-55003-5]

Microscopia de spin nuclear

Usando um microscópio para visualizar sinais magnéticos de ressonância magnética nuclear, pesquisadores da Universidade Técnica de Munique, na Alemanha, inventaram um campo inteiramente novo de microscopia, que eles batizaram de "microscopia de spin nuclear".

Os aparelhos de ressonância magnética (MRI) são conhecidos por sua capacidade de olhar profundamente no corpo humano e criar imagens de órgãos e tecidos - o novo método estende essa técnica ao reino dos detalhes microscópicos.

Isto foi possível porque sensores quânticos convertem os sinais magnéticos em luz, permitindo observar tudo diretamente ao microscópio ou fazer imagens desses sinais em altíssima resolução.

"Os sensores quânticos utilizados permitem converter sinais de ressonância magnética em sinais ópticos. Esses sinais são capturados por uma câmera e apresentados como imagens," resumiu o professor Dominik Bucher.

A resolução do novo microscópio de ressonância magnética chega a dez micrômetros (10^-5 metro), o que é tão preciso que até mesmo as estruturas de células individuais poderão se tornar visíveis.

Detecção quântica de campo amplo com uma câmera de alta velocidade.
[Imagem: Karl D. Briegel et al. - 10.1038/s41467-024-55003-5]

Microscópio de ressonância magnética

O coração do novo microscópio é um pequeno chip de diamante, que funciona como um sensor.

Este diamante, especialmente preparado no nível atômico, funciona como um sensor quântico altamente sensível para campos magnéticos. Quando irradiado com luz laser, ele gera um sinal fluorescente contendo as informações do sinal de ressonância magnética. Esse sinal é registrado com uma câmera de alta velocidade, que então produz imagens com uma resolução significativamente maior do que as dos exames de ressonância atuais, chegando até o nível microscópico.

As aplicações potenciais da microscopia de ressonância magnética são muitas e promissoras, por exemplo na pesquisa do câncer, onde células individuais poderão ser examinadas em detalhes para obter novas informações sobre o crescimento e a disseminação do tumor - tudo diretamente por um exame comum, sem a necessidade de coleta de biópsias. Na pesquisa farmacêutica, a tecnologia poderá ser usada para testar e otimizar princípios ativos em nível molecular.

O microscópio de ressonância magnética também oferece excelente potencial na ciência dos materiais, para analisar a composição química de materiais de película fina, materiais monoatômicos ou catalisadores.

"A fusão da física quântica e do imageamento abre possibilidades completamente novas para entender o mundo no nível molecular," concluiu o pesquisador Karl Briegel, responsável pela construção do novo microscópio.

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