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Dec 18, 2023

Notícias sobre óptica e fotônica

Meeri Kim Aparecendo verde na tampa de um frasco (esquerda), o material de cor estrutural

Meeri Kim

Aparecendo verde na tampa de um frasco (à esquerda), o material de cor estrutural torna-se incolor (à direita) quando aquecido. [Imagem: Adaptado de ACS Nano 2023, doi: 10.1021/acsnano.3c00467]

As vacinas armazenadas em ambientes muito frios ou muito quentes perderão a potência, o que significa que transportá-las em todo o mundo geralmente requer uma cadeia de eventos precisamente coordenados. O monitoramento de tempo-temperatura pode indicar se uma vacina foi exposta a temperaturas anormais em algum ponto ao longo da cadeia de frio.

Agora, pesquisadores nos Estados Unidos e na China desenvolveram uma classe de materiais de cor estrutural que promete criar a próxima geração de indicadores de tempo e temperatura (ACS Nano, doi: 10.1021/acsnano.3c00467). O estudo de prova de conceito demonstra sua ampla faixa de temperatura de rastreamento, alta sensibilidade e excelente estabilidade.

Desde o momento em que são fabricadas até o momento em que são injetadas, as vacinas precisam ser mantidas dentro de uma faixa limitada de temperatura. As vacinas convencionais requerem temperaturas de armazenamento de 2 °C a 8 °C, enquanto as vacinas de ácido ribonucleico mensageiro (mRNA) devem ser congeladas em temperaturas abaixo de zero para evitar a degradação.

No entanto, os indicadores atuais de tempo e temperatura baseados em materiais sofrem de confiabilidade e estabilidade limitadas. Alguns têm faixas de temperatura de rastreamento estreitas, enquanto outros são inaplicáveis ​​a temperaturas abaixo de zero. Os indicadores eletrônicos de tempo e temperatura, por outro lado, demandam intervenção humana e geram quantidades significativas de resíduos.

Xuemin Du e seus colegas pretendiam explorar novos materiais para melhorar o monitoramento de tempo e temperatura de vacinas e outros medicamentos. "Desenvolvemos uma classe de material de cor estrutural, denominados líquidos de cor estrutural autodestrutivos, que aproveita as vantagens da natureza fluida e da cor estrutural", disse o autor do estudo Du, professor dos Institutos de Tecnologia Avançada de Shenzhen, Academia Chinesa de Ciências.

Os líquidos autodestrutivos de cor estrutural consistem em dois componentes: soluções aquosas de polietilenoglicol (PEG) ou etilenoglicol (EG) não tóxicas e cristais fotônicos coloidais líquidos brilhantes. As soluções aquosas de PEG ou EG, que possuem alta sensibilidade a temperaturas específicas e foram misturadas para produzir líquidos com pontos de fusão variáveis, atuam como agentes desencadeadores, enquanto os cristais fotônicos coloidais atuam como agentes indicadores.

Os cristais fotônicos geralmente aparecem em verde brilhante ou vermelho, mas quando os líquidos autodestrutivos de cor estrutural atingem seu ponto de fusão, os cristais se quebram e produzem uma perda de cor irreversível.

Os cristais fotônicos geralmente aparecem em verde brilhante ou vermelho, mas quando os líquidos autodestrutivos de cor estrutural atingem seu ponto de fusão, os cristais se quebram e produzem uma perda de cor irreversível. Como resultado, os materiais têm a capacidade de indicar o histórico de tempo e temperatura, com uma ampla faixa de temperatura de rastreamento (-70 °C a +37 °C) e um tempo autodestrutivo amplamente ajustável (40 minutos a 5 dias).

Os pesquisadores testaram os materiais na forma de indicadores de tempo e temperatura em vacinas convencionais (temperatura de armazenamento: 8 °C), vacinas de mRNA (-20 °C e -70 °C) e órgãos transportados (0 °C). A tecnologia demonstrou alta sensibilidade e indicou com sucesso quando os produtos ficaram muito quentes.

"As mudanças graduais de cor e a mudança do espectro de refletância fornecem uma estratégia sinérgica para revelar qualitativa e quantitativamente o histórico preciso de tempo e temperatura de várias vacinas", disse Du. "Nossos líquidos de cor estrutural autodestrutivos superam as desvantagens inerentes aos indicadores convencionais de tempo e temperatura, aproximando-os um passo da cadeia de fornecimento de frio".

Data de publicação: 08 de junho de 2023