A Diretoria de Metrologia Aplicada às Ciências da Vida (Dimav) adquiriu um microscópio de super-resolução baseado na tecnologia GSD (do inglês Ground State Depletion). O equipamento possibilita observar estruturas com resolução de até 20 nanometros, mais de dez vezes menores do que as que podem ser analisadas por outros microscópios ópticos, incapazes de produzir imagens de estruturas com resolução maior do que 250 nm. No Brasil, há somente dois equipamentos baseados nessa tecnologia e um deles está no Inmetro.

O microscópio foi adquirido com recursos provenientes do projeto Proinfra, da Finep. A microscopia baseada na tecnologia GSD traz mais segurança às medidas intracelulares, o que é fundamental para o desenvolvimento da biotecnologia. “Assim como em diversas outras áreas importantes para a sociedade, a área de biotecnologia é influenciada por fatores relacionados a medidas. E prover segurança em medidas biológicas também é papel do Inmetro”, afirmou a pesquisadora do Laboratório de Microscopia Aplicada às Ciências da Vida (Lamav), Emile Barrias.

À esquerda, a imagem do DNA da bactéria Pseudomonas aeruginosa por microscópio óptico de fluorescência convencional. À direita, o mesmo campo de visualização no modo de imagem de super-resolução (GSD).

Uma aplicação importante se dá, por exemplo, no desenvolvimento de novos medicamentos. O novo microscópio permite observar e quantificar, com alta precisão, as interações entre moléculas e estruturas celulares. “O caminho intracelular percorrido por uma molécula com fim terapêutico, assim como o efeito gerado neste ambiente, é fundamental para afirmar sua segurança e eficácia”, explicou Barrias.

Em breve, o Lamav poderá prestar esses serviços a indústrias farmacêuticas e de cosméticos que queiram observar o caminho intracelular e a interações de suas moléculas.

Tecnologia

A tecnologia GSD é baseada na capacidade de uma molécula fluorescente atingir um estado apagado (onde não há emissão de luz) chamado estado triplete (ou estado proibido). Este estado, como o nome já diz, não é o estado convencional de uma molécula fluorescente, cuja expectativa, normalmente, é que atinja o estado excitado (chamado Ground State), em que há emissão de luz.

Para atingir o estado triplete, é essencial que haja excitação com comprimento e intensidade específicos. A partir disso, uma câmera de alta velocidade capta os momentos de troca entre os estados de emissão e de não emissão de luz da molécula. Associada à utilização de cálculos matemáticos, essa captação permite que a imagem final obtida ultrapasse o fenômeno físico chamado de difração da luz – o que vai possibilitar a observação de estruturas com resolução inferior a 20nm.

O desenvolvimento de microscópios ópticos que superem o limite de resolução foi tão impactante para a ciência que o físico que o desenvolveu, Stefan Hell, recebeu o prêmio Nobel de Química do ano de 2014.

No Inmetro, o microscópio permitirá não só o desenvolvimento de metodologias para detecção de única molécula como possibilitará padronizá-las, de modo a se obter a menor incerteza de medição possível.