Microscópio Integrado Excepcional Desvenda Mundos Micro e Nano em uma Visualização Única

In Tecnologia
December 14, 2025
Alice Vaz
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Pesquisadores Kohki Horie, Keiichiro Toda, Takuma Nakamura e Takuro Ideguchi da Universidade de Tóquio criaram um microscópio capaz de detectar sinais em uma faixa de intensidade quatorze vezes maior do que a dos instrumentos padrão. O sistema também funciona sem etiquetas, ou seja, não depende de corantes adicionados. Essa abordagem suave permite que as células

Pesquisadores Kohki Horie, Keiichiro Toda, Takuma Nakamura e Takuro Ideguchi da Universidade de Tóquio criaram um microscópio capaz de detectar sinais em uma faixa de intensidade quatorze vezes maior do que a dos instrumentos padrão. O sistema também funciona sem etiquetas, ou seja, não depende de corantes adicionados. Essa abordagem suave permite que as células permaneçam intactas durante a imagem de longo prazo, o que pode beneficiar testes e controle de qualidade em ambientes farmacêuticos e biotecnológicos. O estudo foi publicado na Nature Communications.

O Avanço dos Microscópios

Microscópios têm impulsionado o progresso científico desde o século 16, mas melhorias significativas frequentemente exigem ferramentas cada vez mais especializadas. À medida que as técnicas se tornaram mais avançadas, também enfrentaram trocas naquilo que podiam medir. A microscopia de fase quantitativa (QPM) utiliza luz dispersada para visualizar estruturas em escala microscópica (neste estudo, acima de 100 nanômetros), o que a torna útil para capturar imagens estáticas de características complexas das células. Contudo, a QPM não pode detectar partículas muito pequenas. A microscopia por dispersão interferométrica (iSCAT) funciona de maneira diferente, capturando luz retroespalhada e podendo detectar estruturas tão pequenas quanto proteínas individuais. Embora a iSCAT permita que os pesquisadores “acompanhem” partículas individuais e observem mudanças rápidas dentro das células, ela não oferece a visão mais ampla proporcionada pela QPM.

Capturando Duas Direções de Luz de Uma Só Vez

“Gostaria de entender processos dinâmicos dentro de células vivas utilizando métodos não invasivos”, diz Horie, um dos primeiros autores.

Motivados por esse objetivo, a equipe investigou se a coleta de luz de ambas as direções simultaneamente poderia preencher a lacuna e revelar a atividade em uma ampla gama de tamanhos e movimentos em uma única imagem. Para explorar a ideia e confirmar que seu microscópio funcionava como esperado, observaram como as células se comportavam durante a morte celular. Em um experimento, capturaram uma imagem que continha informações tanto de luz viajando para frente quanto para trás.

Separando Sinais Sobrepostos

“Nosso maior desafio”, explica Toda, outro primeiro autor, “era separar de forma limpa dois tipos de sinais de uma única imagem, mantendo o ruído baixo e evitando a mistura entre eles.”

Os pesquisadores conseguiram identificar o movimento de estruturas celulares maiores (micro) e também de partículas muito menores (nano). Comparando os padrões na luz retroespalhada e na luz dispersada para frente, puderam estimar o tamanho de cada partícula e seu índice de refração, que descreve o quão fortemente a luz se curva ou se espalha ao passar por um material.

Aplicações Futuras para Partículas Menores

“Planejamos estudar partículas ainda menores”, diz Toda, já pensando na pesquisa futura, “como exossomos e vírus, e estimar seu tamanho e índice de refração em diferentes amostras. Também queremos revelar como as células vivas se movem em direção à morte, controlando seu estado e conferindo nossos resultados com outras técnicas.”