Nos últimos anos, tem havido uma rápida evolução das técnicas de imagem de fluorescência avançadas, como a microscopia de localização de molécula única (SMLM), que permite uma resolução sem precedentes além do limite de difração de Abbe do microscópio óptico.

Contudo, brilho insuficiente de fluoróforos representou um grande gargalo para o avanço deste campo e causou restrições significativas aos estudos de dinâmica celular in vivo.

Devido às aplicações generalizadas de rodaminas em muitos estudos de imagem de super-resolução, esforços significativos foram feitos para melhorar ainda mais seu desempenho.

Pesquisadores da Dalian University of Technology (DUT) e da Singapore University of Technology and Design (SUTD) desenvolveram uma nova estratégia para os químicos alcançarem fluorescência mais brilhante e resolução mais clara com o uso de uma nova classe de rodaminas. Químicos e cientistas agora podem se beneficiar diretamente de uma paleta de cores mais ampla que podem usar durante a geração de imagens biológicas. Isso os ajudará a distinguir estruturas celulares intrincadas para uma análise mais precisa que não era possível anteriormente. Seu artigo de pesquisa foi publicado no Jornal da American Chemical Society .

Os pesquisadores demonstraram com sucesso que esta estratégia era compatível com outras famílias de fluoróforos, resultando em brilho de fluorescência substancialmente aumentado e "balanço de fótons". O aumento do orçamento de fótons é fundamental para melhorar a resolução e a clareza dos microscópios de super-resolução.

A chave para esta estratégia foi a combinação da compreensão mecanicista do processo fotofísico nestes fluoróforos (a saber, transferência de carga intramolecular torcida), e a estratégia de design molecular com cauda para inibir esse processo prejudicial por meio de um efeito indutivo eletrônico.

"Com a estreita integração de estudos computacionais e experimentais para entender as relações estrutura-propriedade dos fluoróforos, a química do corante está atualmente se transformando de tentativa e erro em engenharia molecular baseada em design. Esperamos que mais corantes de alto desempenho sejam criados em breve, auxiliando muito no desenvolvimento da microscopia de super-resolução, "disse o professor assistente Liu Xiaogang do SUTD.

"Além do brilho, outras características, como fotoestabilidade e propriedades de fotoativação, precisam ser otimizadas para atender aos rigorosos requisitos do SMLM. Esperamos trabalhar em estreita colaboração com químicos computacionais para avançar ainda mais no design racional de corantes para imagens de super-resolução, "acrescentou o professor Xiao Yi do DUT.