Os corantes de cianino no infravermelho próximo são ferramentas essenciais para estudar o funcionamento interno das células e investigar a bioquímica das doenças, incluindo câncer.

Mas, embora tenham baixa toxicidade e muitas aplicações, esses corantes fluorescentes têm um ponto fraco, diz Haiying Liu, professor de química na Michigan Technological University. Coloque os corantes na água e eles param de funcionar. Suas moléculas se agrupam, ou agregado, o que reduz significativamente seu brilho.

Liu e sua equipe se perguntaram se tinha que ser assim. "Achamos que seria possível usar agregação para ligar a fluorescência do corante, "ele diz." Queríamos transformar uma desvantagem em uma vantagem. "

Então, eles construíram um novo corante cianino que funciona na água e tem outras propriedades benéficas. A pesquisa deles foi publicada recentemente em Comunicações Químicas .

Liu começou anexando o tetrafenileteno químico (TPE) a um corante de cianina convencional que mede o pH. O novo corante faz o que o corante convencional não faz:torna-se fluorescente quando se agrega na água, brilhando intensamente quando as condições são ácidas e desbotando em condições alcalinas. Mais, o novo corante tem uma vantagem adicional, pois apresenta fluorescência tanto sob a luz infravermelha próxima quanto sob a luz visível.

"O infravermelho próximo é útil na pesquisa biomédica porque penetra no tecido profundo, "Liu diz. Além disso, esta fluorescência dupla dá aos cientistas mais retorno para seus investimentos. "Podemos determinar a mudança de pH em duas cores diferentes, o que nos permite verificar os resultados de imagem. "

Os pesquisadores testaram seu corante cianino em células vivas cultivadas em soluções aquosas de pH variável. Eles descobriram que as células incubadas em soluções ácidas fluoresciam, enquanto a fluorescência diminuiu em células cultivadas em condições alcalinas.

A equipe também queria ver se o corante poderia rastrear as flutuações de pH em células expostas ao estresse oxidativo, um marcador para uma doença, incluindo câncer. Sob estas condições, Os níveis de pH dentro das células tendem a cair.

Portanto, os pesquisadores também testaram duas culturas de células. O primeiro foi incubado com um oxidante, peróxido de hidrogênio; o segundo com o químico N-etilmaleimida (NEM) que desativa um antioxidante protetor nas células. Em ambos os casos, as células fluoresceram mais intensamente após serem incubadas, demonstrando que seu pH caiu para a faixa ácida.

O novo corante fluorescente é relativamente simples de fazer em laboratório, Liu explica, e poderia definitivamente ajudar os pesquisadores que precisam detectar o pH celular em soluções com alto percentual de água. Além disso, ele acredita que a técnica poderia ser adaptada a diferentes tipos de corantes de cianina.

"Ao modificar os grupos hidroxila do doador TPE, " ele diz, "você poderia desenvolver novos corantes para detecção e geração de imagens de dióxido de carbono, enzimas e biotióis como GSH. "