Pesquisadores japoneses desenvolveram uma técnica que utiliza luz para concentrar milhares de bactérias em um único ponto em apenas 60 segundos, aumentando drasticamente a velocidade e a sensibilidade da detecção de micro-organismos. A inovação, que dispensa equipamentos ópticos complexos, pode transformar o diagnóstico precoce de doenças causadas por bactérias como a E. coli O157, responsável por infecções graves mesmo em concentrações mínimas.
O estudo, publicado na revista Communications Physics, foi liderado pelo professor Takuya Iida, da Escola de Pós-Graduação em Ciências e do Instituto de Pesquisa para Sistema de Aceleração Induzida por Luz (RILACS) da Universidade Metropolitana de Osaka. A equipe criou uma fibra óptica revestida com uma fina camada metálica de ouro que atua como uma fonte fototérmica localizada, gerando calor quando um laser é direcionado para sua ponta.
O aquecimento localizado induz o movimento do fluido e a formação de bolhas microscópicas no líquido ao redor da fibra, criando correntes de convecção tridimensionais. Essas correntes transportam bactérias e partículas, concentrando-as precisamente entre a bolha e a ponta da fibra, em um processo que captura alvos de todas as direções dentro do líquido, diferentemente das técnicas convencionais que operam apenas em duas dimensões ao longo de uma superfície.
O sistema consegue reunir entre milhares e centenas de milhares de bactérias ou micropartículas a partir de uma amostra de apenas 20 microlitros. A eficiência representa uma melhoria de mais de dez vezes em comparação com as abordagens tradicionais, que podem levar dias no cultivo laboratorial ou várias horas nos imunoensaios baseados em anticorpos.
Iida destacou que muitas técnicas convencionais são demoradas, exigem instrumentação complexa ou limitam-se a coletar alvos próximos a uma superfície ou dentro de uma região focal estreita. Nossos resultados demonstraram que configurações ópticas complexas não são necessárias para alcançar concentração de alta eficiência, explicou o pesquisador, ressaltando que uma abordagem compacta baseada em fibra pode melhorar substancialmente o desempenho de coleta em ambientes líquidos.
A técnica também pode identificar nanopartículas e outras entidades em escala micro e nanométrica que afetam o sistema imunológico e agravam doenças. Os pesquisadores planejam integrar essa tecnologia de condensação óptica com ferramentas analíticas posteriores, como sensoriamento óptico e espectroscopia, e testá-la em uma gama mais ampla de materiais e condições.
O objetivo final é desenvolver uma abordagem versátil e confiável para análises rápidas e sensíveis em amostras líquidas de pequeno volume. A expectativa é que o avanço contribua para futuras inovações em pesquisa bioanalítica, monitoramento ambiental e tecnologias analíticas correlatas, abrindo caminho para diagnósticos mais precoces e precisos em escala global.
Leia mais sobre o assunto na phys.org.
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