Traªs anos atrás, Arthur Ashkin ganhou o Praªmio Nobel por inventar pina§as a³pticas, que usam luz na forma de um feixe de laser de alta potaªncia para capturar e manipular partículas Apesar de terem sido criadas hádécadas, as pina§as a³pticas ainda levam a grandes avanços e são amplamente utilizadas hoje para estudar sistemas biola³gicos.

No entanto, as pina§as a³pticas tem falhas. A interação prolongada com o feixe de laser pode alterar moléculas epartículas ou danifica¡-las com calor excessivo.

Pesquisadores da Universidade do Texas em Austin criaram uma nova versão da tecnologia de pina§a a³ptica que corrige esse problema, um desenvolvimento que poderia abrir as ferramentas já conceituadas para novos tipos de pesquisa e simplificar os processos de uso hoje.

O avanço que evita esse problema de superaquecimento vem da combinação de dois conceitos: o uso de um substrato composto por materiais que são resfriados quando uma luz incide sobre eles (no caso, um laser ); e um conceito chamado termoforese, um fena´meno no qualpartículas ma³veis geralmente gravitam em direção a um ambiente mais frio.

Os materiais mais frios atraem aspartículas, tornando-as mais fa¡ceis de isolar, ao mesmo tempo que as protegem do superaquecimento. Ao resolver o problema do calor, as pina§as a³pticas poderiam se tornar mais amplamente usadas para estudar biomolanãculas, DNA, doenças e muito mais.

"As pina§as a³pticas tem muitas vantagens, mas são limitadas porque sempre que a luz captura objetos, eles aquecem", disse Yuebing Zheng, autor correspondente de um novo artigo publicado na Science Advances e professor associado do Departamento de Engenharia Meca¢nica Walker. "Nossa ferramenta aborda esse desafio cra­tico; em vez de aquecer os objetos presos, nosos controlamos a uma temperatura mais baixa ."

As pina§as a³pticas fazem a mesma coisa que as pina§as normais - pegam pequenos objetos e os manipulam. No entanto, as pina§as a³pticas funcionam em uma escala muito menor e usam luz para capturar e mover objetos.

Analisar DNA éum uso comum de pina§as a³pticas. Mas para fazer isso, énecessa¡rio anexar contas de vidro de tamanho nanomanãtrico a s partículas Então, para mover aspartículas, o laser édirecionado a s contas, não a s própriaspartículas, pois o DNA seria danificado pelo efeito de aquecimento da luz.

"Quando vocêéforçado a adicionar mais etapas ao processo, aumenta a incerteza porque agora introduziu algo mais no sistema biola³gico que pode impacta¡-lo", disse Zheng.

Esta versão nova e aprimorada de pina§as a³pticas elimina essas etapas extras.

Os pra³ximos passos da equipe incluem o desenvolvimento de sistemas de controle auta´nomo, tornando-os mais fa¡ceis para pessoas sem treinamento especializado usarem e estendendo a capacidade das pina§as para lidar com fluidos biola³gicos, como sangue e urina. E eles estãotrabalhando para comercializar a descoberta.

Zheng e sua equipe tem muita variedade em suas pesquisas, mas tudo se concentra na luz e em como ela interage com os materiais. Por causa desse foco na luz, ele seguiu de perto e usou pina§as a³pticas em suas pesquisas. Os pesquisadores estavam familiarizados com a termoforese e esperavam poder aciona¡-la com materiais mais frios, o que na verdade atrairiapartículas para o laser para simplificar a análise.