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NOVIDADES
Até aqui, a resolução de um microscópio óptico parecia irremediavelmente limitada a 200 nanômetros. Utilizando sensores CCD, o Prêmio Nobel Steven Chu acaba de obter imagens de moléculas com uma resolução da ordem de 0,5 nanômetro. Steven Chu recebeu seu Prêmio Nobel de Física em 1997, recompensa por seus trabalhos sobre o resfriamento de átomos com lasers. Desde janeiro de 2009, ele ocupa o cargo de Secretário de Energia dos Estados Unidos, mas, visivelmente, o trabalho não o impede de ser um cientista ativo. No início de 2010, já havia publicado um trabalho na revista Nature sobre uma nova verificação do atraso dos relógios em um campo de gravitação predito pela teoria da relatividade geral. Ele reincide agora publicando na Nature um artigo no qual mostra, com colegas, que é possível fotografar moléculas com um microscópio óptico. Teoricamente, essa proeza é impossível, por conta das propriedades da luz. Tal performance não é acessível senão a um microscópio eletrônico ou de força atômica. De fato, é sabido, desde o Século XIX, que a natureza ondulatória da luz impõe limites à resolução de instrumentos de observação, sejam telescópios ou microscópios. O fenômeno de difração intervém e confunde as imagens que se pode obter. Há um critério preciso, que se deve a Rayleigh, dando a resolução de um telescópio, ou de um microscópio, em função do tamanho de sua abertura e do comprimento de onda da irradiação utilizada. Para um microscópio no visível, a resolução máxima é da ordem de 200 nanômetros. Desde a descoberta da natureza ondulatória da matéria podia-se, não obstante, observar detalhes de objetos menores que 200 nanômetros, com a ajuda de feixes de elétrons. Contudo, os microscópios eletrônicos são caros e volumosos. Além disso, impõem observar, geralmente, as amostras sob vácuo.  O poder de resolução de um instrumento óptico é sua capacidade de separar as imagens de dois pontos o mais próximo possível um do outro em um objeto estudado com a luz de comprimento de onda lambda. Assim, se é conhecida a "largura" da imagem de um ponto observado, por exemplo, ao microscópio, a resolução ou poder separador corresponde a esta largura. O critério de Rayleigh exprime tais condições tendo em conta o fenômeno limitante - a difração - ligada à abertura angular máxima do feixe luminoso iluminando o objeto. À esquerda, a figura de difração, ou mancha de Airy, de um diafragma circular obtida sobre banco óptico e perfil da intensidade calculada. À direita, os discos de Airy de dois objetos pontuais foram aproximados ao limite de resolução: o maximum de cada disco corresponde à posição do primeiro minimum do outro disco. Créditos: Thierry Epicier-M. Françon, Progress in Microscopy, Pergamon Press, Oxford.
Para obter esta resolução, os pesquisadores utilizaram um sistema adaptativo de contrarreação que otimiza a formação de uma imagem sobre o receptor CCD, não obstante a não uniformidade da capacidade de detecção dos grãos de luz pelos pixels da placa do receptor. Os pesquisadores estão utilizando uma nova técnica para determinar a estrutura das moléculas de E-caderina (epitelial) que são responsáveis pela adesão das células entre si nos tecidos biológicos. Trabalham também no sentido de usá-la para explorar a organização molecular 3D nas células cerebrais. "A idéia é determinar a estrutura e a dinâmica do processo de fusão das vesículas que libera as moléculas do neurotransmissor utilizadas pelos neurônios para se comunicar entre si", precisa Alexandros Pertsinidis, um dos co-autores com Chu do artigo da Nature. De maneira geral, segundo os autores, essa técnica de "superresolução" deverá igualmente se revelar preciosa para conceber e realizar novos sistemas de imagiamento em física atômica e para a astronomia. Deverá também permitir construir novas ferramentas de litografia óptica ou para a nanometrologia. Futura Sciences (Tradução - MIA). Nota do Scientific Editor: o trabalho que deu origem a esta notícia, de título: "Subnanometre single-molecule localization, registration and distance measurements", de autoria de A. Pertsinidis, Y. Zhang and S. Chu, foi publicado, on-line, na revista Nature, número 466, págs. 647-651, 2010, DOI: 10.1038/nature09163. |
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