Os cientistas criaram uma nova maneira de monitorar as sutis interações medicamentosas entre bactanãrias e antibia³ticos. Usando uma impressora jato de tinta comum de escrita³rio, pesquisadores da NTU Cingapura e da China desenvolveram um laser vivo descarta¡vel no chip, encapsulando bactanãrias vivas em seu interior. As fortes emissaµes de laser geradas a partir de bactanãrias dentro da gota sera£o dramaticamente aumentadas durante as interações medicamentosas. Essa descoberta pode permitir testes mais sensa­veis e de alto rendimento usando a tecnologia de micro-nano laser em um futuro pra³ximo.

Os antibia³ticos transformaram o campo da medicina ao possibilitar o tratamento de muitas doenças microbianas na atualidade. O monitoramento das interações entre bactanãrias e antibia³ticos (drogas patogaªnicas) anã, portanto, uma etapa cra­tica para uma avaliação posterior da eficácia das drogas . Diferentes tipos de tecnologias foram desenvolvidos na última década em busca de uma ferramenta altamentesensívelpara monitorar as interações droga-bactanãria. Devido a muitas limitações, as técnicas convencionais geralmente levam mais tempo para ver um resultado a³bvio das interações medicamentosas. Portanto, émuito desafiador identificar pequenas interações dina¢micas.

Avana§os recentes em microlasers demonstraram suas poderosas capacidades em termos de amplificação de sinal, forte intensidade e alta sensibilidade para detecção biomédica. Em busca de uma ferramenta de detecção mais simples e sensa­vel, um novo estudo liderado pelo professor Yu-Cheng Chen da Universidade Tecnola³gica de Nanyang (NTU Cingapura) desenvolveu agora um laser vivo descarta¡vel e lava¡vel que pode monitorar pequenas interações dina¢micas entre bactanãrias e drogas em um lasca. Os minaºsculos lasers funcionam como um sensor livre de cultura altamente sensa­vel, onde as bactanãrias vivas são encapsuladas nas micro-gotas de a¡gua. Empolgado com suas descobertas publicadas na Analytical Chemistry, Prof. Yu-Cheng Chen, professor assistente na Nanyang Technological University, NTU Singapore, diz: "a‰ incra­vel que esses minaºsculos lasers biola³gicos vivos possam ser impressos diretamente em uma impressora a jato de tinta de escrita³rio. Com as vantagens da impressão a jato de tinta, os lasers vivos podem ser fabricado em uma dimensão de massa em segundos. O legal éque vocêpode lavar os lasers e imprimir novamente após a detecção. "

A preparação desses sensores ocorreu em três etapas. Primeiro, os pesquisadores rotularam a bactanãria (Escherichia coli) com corantes de a¡cido nuclanãico, que podiam reconhecer o DNA e o RNA nas células. Em seguida, as células, juntamente com seu meio celular, foram injetadas na impressora do escrita³rio, onde antibia³ticos podem ser adicionados diretamente nas pontas da pipeta (ou cabea§a de impressão). Microgota­culas de hemisfanãrio foram então impressas em matriz em chips de espelho. Finalmente, a matriz de laser viva foi digitalizada com um feixe de laser para gerar imagens de emissão de laser de modos de galeria de sussurros.

Conforme a droga interage com a bactanãria, a membrana celular seria destrua­da e, por sua vez, mais DNA fluorescente (molanãcula de ganho) seria liberado na gota ao longo do tempo e contribuiria para os WGMs, resultando em uma emissão de laser mais forte. Como o sinal do laser émuitosensívela smudanças das moléculas do corante na interface da gota, portanto, um pequeno aumento das moléculas de DNA liberadas pode ser capturado e resultar em uma mudança significativa na distribuição de ganho e nas emissaµes do laser. Os resultados demonstraram que a análise de imagens de emissão de laser émuito maissensíveldo que a análise de imagens de fluorescaªncia em duas ordens de magnitude, onde as imagens de fluorescaªncia ficam saturadas após um curto período de tempo. O professor Chen Yu-Cheng diz: "

Em colaboração com o Instituto de Microssistema e Tecnologia da Informação de Xangai na China, o novo design do biossensor a laser vivo da equipe não apenas elimina a necessidade de cultura de células demorada e trabalhosa, mas também simplifica a configuração do sensor sem a necessidade de qualquer fabricação complexa. Mais importante ainda, um novo conceito de bioanálise com base em imagens de emissão de laser foi proposto para quantificar os processos bioquímicos e biola³gicos subjacentes in vitro ou in vivo, abrindo caminho para análise de laser on-chip de alto rendimento de organismos vivos.

Em relação a s importantes aplicações futuras de seu trabalho, o professor associado Shilun Feng, que éo coautor, explica: "Este éum trabalho fanta¡stico, combinando fabricação microflua­dica com lasers vivos em um chip. A mesma abordagem pode ser aplicada a uma ampla gama de espanãcies vivas, incluindo células vivas, bactanãrias, va­rus e interações de protea­nas. Esta tecnologia pode permitir o diagnóstico e tratamento oportunos com alta sensibilidade. Com a necessidade rápida de rastreamento de drogas contra va­rus, essa tecnologia pode atépermitir que va­rus ou bactanãrias se cultivem dentro das microgota­culas e monitorar as interações dina¢micas com os medicamentos. "De fato, embora ainda haja um longo caminho a se lutar por muitas doenças no futuro, seu dispositivo representa um marco para a implementação do laser biola³gico vivo para a análise de alto rendimento de organismos vivos.