LINHAS DE PESQUISA


Tendões como automontagens de colágeno são corpos quirais, cristais líquidos do tipo twisted grain boundary, tem propriedades ópticas não lineares, e.g SHG exibem anisotropias ópticas com birrefringência de forma. Fibras de colágeno em supra-organizações (e.g. tendões e ligamentos) tem propriedade fotônicas, biofotônicas

Atualmente há sob minha orientação e gerenciamento uma infra-estruturar e capacidade de trabalho únicas no país para estudos de anisotropias ópticas de biopolímeros (e polímeros) e biofotônica. Para tal existe desde micro-espectrofotometria de varredura até várias técnicas de microscopia de luz polarizada e microespectrometria de infravermelho.

SHG e Birrefringência de Forma

Birrefringência de Forma (BF) pode ser expressa pela equação:
∆f = ne2 – no2 = € (mais adiante haverá detalhes). Segundo Bêche e Gaviot (2003. Opt. Commun. 219: 15.) " In optics, an anisotroy property on the permitivity tensor, called form birefringence occur in sundry multiple quantum Wells consisting of two constituents. A construção de components optoelectrônicos vem sendo baseadas me birrefringência de forma (BF).

Geralmente, corpos dotados de óptica não linear, OPNL), BF e feito Kerr apresentam propriedades fotônicas/biofotônicas. Moléculas quirais aumentam a OPNL.

Estruturas fundamentadas em BF para uso em optoelectrônica ou estruturas ópticas integradas (“Integrated Optical devices”) são exemplos encontrados na literatura especializada. Filmes porosos de sílica vêm sendo produzidos com alguns propósitos, realizando uma nano gravação em vidro sílica usando um modelo de BF tal que seja produzida uma nanozona Periódica dotada de alta birrefringência de forma.

Estou, agora me perguntando, será que cheguei tarde?

Com a publicação feita em 1964 introduzi o uso sistemático de meios de embebição, imersão, baseado em H2O, soluções aquosas de glicerina e glicerina PA, óleos minerais especiais, inertes para estudo de BF a fresco (sem qualquer tratamento prévio) de feixes de colágeno.) resultados dessas pesquisas foram feitas em 1981 e 1982, i.e. 17 e 18 anos após a minha publicação [Roth e Freund, bioplymers 20: 1271 – 1290 – (1981) Roth e Freund, J. Appl. Cryst. 15: 71 -78, (1982)]. Tais achados comprovaram a não linearidade óptica dos feixes de colágeno. Até o presente temos continuada e historicamente publicado e orientado trabalhos, com ineditismo, sobre birrefringência de forma. Segue uma lista das principais publicações. Aqui são citadas só as diretamente ligadas à OPNL.

Vidal, B.C,, Mello, M. L. S., Godo, C., Caseiro F°, A.C. and Abujadi, J.M. 1975. Anisotropic propeties of silver plus gold-impregnated collagen bundles: ADB and birefrigence curves. Ann. Histochim. 20: 15-26. Neste trabalho, pelos calculos de birrefringência de forma e da dispersão anômala da birrefringência (ADB que é uma óptica não linear), foi possível propor a distribuição dos cristalinos de Ag, ordenadamente arranjado nas fibras de colágeno. Abaixo é citado o trabalho feito com TEM mostrando o tamanho nano-métrico da Eg. É importante citar que os três últimos co-autores eram alunos do primeiro ano da FCM-Unicamp que, como estagiários, tomaram parte e aprenderam a importância das Técnicas e o seu conteúdo teórico para uso em diagnóstico.

Então desde essa época estava trilhando ineditamente o caminho para mostrar propriedades fotônicas de colágeno. Não parei aqui, em seguida e baseado nos estudos de impregnação por Ag, fiz com Joazeiro o seguinte trabalho: B.C. Vidal and J. Joazeiro. 2002. Electron microscopic determination of silver incorporation in collagen fibers as a molde of organic-metal chiral supramolecular structure with optical anisotropic properties. Microm 33: 507 – 509. Este trabalho super inédito conecta-se com o anteriormente citado Vidal ET AL. 1975.
Os trabalhos sobre prata (Vidal ET AL. 1975 e Vidal & Joazeiro, 2002, foram citados agora – 2007 com detalhes confirmando nossos achados.

Em trabalho sobre dicroísmo linear em AG complexada com feixes de colágeno afirmo que o complexo tem propriedades ópticas não lineares e fotônicas. O que para estruturas biológicas é inédito, VIDAL, BC 2003. Image analysis of linear dichroism in collagen-nano-silver complexes. Microscopy and Analisys (UK), pp.21-23. Este trabalho completa o ciclo sobre a complexação de Ag. com colágeno e permitiu a conclusão de que o complexo tem propriedades ópticas não lineares e fotônicas.

Ordem Molecular em Estruturas Biológicas, mais Regra do que Raridade

Prof. Dr. Benedicto de Campos Vidal

Matriz Extracelular-MEC
A leitura da súmula do meu CV e  da “Ordem Molecular Como Linha de Pesquisas” podem ilustrar a tendência mestra do meu trabalho. Procuro enfocar a MEC  como uma superarquitetura que resulta de uma supra-organização macromolecular, e que  como compósito tem funcionalidades complexas. A MEC, sim pode ser considerada um sistema (v.g. sistema nervoso, sistema retículo endotelial, etc). As seguintes abordagens vêm sendo feitas: bioquímica básica, com teste de extratibilidade e de estabilidade fisicoquímica; métodos topoquímicos e físico-químicos apropriados ao lado de microscopias especiais para detectar, quantificar e caracterizar as macromoléculas da MEC.
 
Núcleo e Cromatina
DNA: Cristalinidade e propriedades de cristal líquido (mesofase) influenciando na supraorganização nuclear. Reação de Feulgen e quantificação de DNA. Uso de fluorocromos em estudos de núcleo e cromatina. Microfotometria, espectros e citometria de varredura aplicadas a estudos nucleares. Análise de Imagem aplicada a pesquisas da supraorganização nuclear.
 
Topoquímica Supramolecular
Os conceitos modernos de química supramolecular podem e devem ser aplicados a muitas reações histoquímicas. Preferindo a denominação de topoquímica e/ou topobioquímica,  pretendo dar nova dimensão para esta área de trabalho, especialmente quando aliada a métodos físicos de trabalho.

Técnicas e Métodos
Microscopias ópticas
Análise de Imagens: Quantificações topográficas e caracterizações de supraorganizações
Microscopia de fase e refratometria
Microscopia de fluorescência
Microscopia de Polarização
Microscopia de interferência
Microscopia de infravermelho
Propriedades térmicas de biopolímeros
 
Estudos de corantes especiais (e de seus cromóforos) e fluorocromos (e de seus fluoróforos) do ponto de vista da química supramolecular e de seu valor topoquímico.
 
Alguns corantes são mesofasogênicos e podem estar em foco devido a suas propriedades foto-ópticas e/ou fotônicas e estão dentro da minha tradição de pesquisa em topoquímica. A interação destes corantes com biopolímeros é muito importante para detecção de estados de cristalinidade destes polímeros e de seus estados de agregação ordenada.
 
Microespectrofotometria e microfluorometria de objetos biológicos e microcristais têm sido usadas com freqüência dentro das minhas atividades.
Métodos de análise de imagem foram incorporados nas atividades de pesquisa.
 
Microscopia de Polarização quantitativa continua sendo um dos métodos de trabalho rotineiro e sua associação com os métodos de análise de imagem tem contribuído para as pesquisas de ordem molecular em surpra-organização de biopolímeros.