Bastou a substituição de um átomo para que os cientistas da Rice University dessem novos poderes às moléculas fluorescentes biocompatíveis.

O laboratório de arroz do químico Han Xiao relatou no Jornal da American Chemical Society ela desenvolveu um interruptor de átomo único para ligar e desligar os corantes fluorescentes usados ​​em imagens biológicas.

A técnica permitirá imagens de alta resolução e rastreamento dinâmico de processos biológicos em células vivas, tecidos e animais.

O laboratório Rice desenvolveu uma sonda minimamente modificada que pode ser acionada por uma ampla gama de luz visível. O processo patenteado pode substituir os fluoróforos fotoativáveis ​​existentes que só podem ser ativados com luz ultravioleta ou requerem produtos químicos tóxicos para ligar a fluorescência, características que limitam sua utilidade.

Os pesquisadores aproveitaram um fenômeno conhecido como transferência de elétrons foto-induzida (PET), que já era conhecido por extinguir os sinais fluorescentes.

Eles colocam fluoróforos em gaiolas de tiocarbonil, a moeity responsável pela têmpera. Com a síntese orgânica de uma etapa, eles substituíram um átomo de oxigênio na gaiola por um de enxofre. Isso lhes permitiu induzir o efeito PET para extinguir a fluorescência.

O disparo do complexo novamente com luz visível perto da absorvância preferida da molécula fluorescente oxidou a gaiola, por sua vez. Isso eliminou o enxofre e o substituiu por um átomo de oxigênio, restaurando a fluorescência.

"Tudo o que precisamos para fazer isso é um pouco de química e um passo, "disse Xiao, que se juntou a Rice em 2017 com financiamento do Instituto de Pesquisa e Prevenção do Câncer do Texas (CPRIT). “Demonstramos no artigo que funciona da mesma forma para uma variedade de corantes fluorescentes. Basicamente, uma reação resolve muitos problemas. "

Pesquisadores em todo o mundo usam moléculas fluorescentes para marcar e rastrear células ou elementos dentro das células. Ativar as tags com luz visível de baixa potência em vez de ultravioleta é muito menos prejudicial para as células em estudo, Xiao disse, e torna possíveis as longas exposições de células vivas exigidas por imagens de super-resolução. Experimentos de super-resolução de Theodore Wensel, a cadeira Robert A. Welch em Química no Baylor College of Medicine, e sua equipe confirmou suas habilidades, ele disse.

"Sentimos que esta será uma sonda muito boa para imagens de células vivas, "Disse Xiao." As pessoas também usam corante fotoativável para rastrear a dinâmica das proteínas, para ver onde, quão longe e com que velocidade eles viajam. Nosso trabalho era fornecer um simples, maneira geral de gerar esse corante. "

Os pesquisadores descobriram que sua técnica funcionava em uma ampla gama de marcadores fluorescentes comuns e poderia até mesmo ser misturada para imagens multicoloridas de moléculas-alvo em uma única célula.