13ª Semana Integrada do Instituto de Física de São Carlos

Aprisionamento óptico de sistemas biológicos para estudo da ação de agentes antimicrobianos em células individuais

21 de ago. de 2023 14:00

1h 30m

Salão de Eventos USP

Básica 14h00 - 15h30

Descrição

A técnica do aprisionamento óptico permite manipular células procarióticas, eucarióticas e vírus de forma não invasiva, despertando grande interesse em estudos de biologia e física biomolecular. (1) Neste trabalho, usaremos um sistema de pinça óptica que emprega dois lasers: um laser infravermelho (980 nm) para aprisionar as partículas e um segundo laser de luz visível (532 nm) para detectar seu movimento. Uma lente objetiva de alta abertura numérica é empregada para concentrar a luz do primeiro laser na região de aprisionamento e coletar imagens e dados da região focal. A partir dessas informações, podemos realizar análises estatísticas do sinal para interpretar o movimento das partículas confinadas opticamente, o que permite criar quantificadores de interesse físico ou biológico. Por exemplo, ao aprisionar células bacterianas, buscamos identificar diferenças no padrão de movimento browniano causadas pelo movimento flagelar da célula, que é uma partícula ativa devido à sua fonte interna de energia (2), ao contrário de partículas passivas impulsionadas apenas por flutuações térmicas. Essa comparação é útil para determinar a vitalidade celular na presença de agentes antimicrobianos, permitindo estudos dinâmicos precisos sobre esses agentes (3) e também explorar informações físicas relacionadas à análise termodinâmica do movimento celular. (2)

Referências

1 GRIER, D. G. A revolution in optical manipulation. Nature, v. 424, n. 6950, p. 810-816, 2003.

2 SPECK, T. Stochastic thermodynamics for active matter. Europhysics Letters, v. 114, n. 3, p. 30006-p1-3006-p6, 2016.

3 SAMADI, A. et al. Evaluating the toxic effect of an antimicrobial agent on single bacterial cells with optical tweezers. Biomedical Optics Express, v. 6, n. 1, p. 112-117, 2015.