p Os núcleos são complexos, organelas bem definidas que carregam informações genéticas que são críticas para a célula. A visualização dessas organelas por meio de técnicas de imagem por fluorescência promete revelar os mecanismos que governam a informação genética e fornecer maneiras de prever e tratar doenças genéticas. Trabalhando em estreita colaboração com Xinhai Zhang no Instituto A * STAR de Pesquisa e Engenharia de Materiais, uma equipe de pesquisa liderada por Bin Liu na Universidade Nacional de Cingapura desenvolveu agora um método para criar ultrasmall, nanossondas fluorescentes altamente seletivas para uma técnica de imagem do núcleo celular conhecida como microscopia de fluorescência excitada de dois fótons (TPEF). p Os pesquisadores propuseram uma série de substâncias fluorescentes para iluminar os núcleos dentro das células. Contudo, fenômenos induzidos pela luz, como autofluorescência celular e fotodanos graves, tendem a degradar o desempenho dessas sondas.

p Na técnica TPEF, cada nanossonda produz um sinal fluorescente absorvendo não um, mas dois fótons de baixa energia de luz infravermelha próxima. Este processo de dois fótons reduz significativamente os efeitos de fotodano e autofluorescência celular enquanto melhora a resolução, tornando o TPEF vantajoso em relação à microscopia de fluorescência de um fóton tradicional.

p “A imagem TPEF é mais poderosa do que a imagem de um fóton, em particular para imagens in vivo e de tecidos onde existe forte autofluorescência biológica, ”Disse Zhang.

p Em vez de uma síntese tradicional passo a passo, os pesquisadores adotaram uma abordagem "de baixo para cima" para sintetizar as nanossondas para seu esquema TPEF. Essas nanossondas consistem em minúsculas gaiolas inorgânicas de silício-oxigênio cercadas por cadeias curtas de polímero carregadas positivamente. A equipe obteve gaiolas e correntes separadamente antes de juntá-las, e a síntese se presta bem à produção de nanossondas TPEF com várias cores de emissão de luz e recursos de bio-reconhecimento.

p O pequeno, gaiolas rígidas facilitam a incorporação das sondas em núcleos celulares, enquanto as cadeias positivamente carregadas e sensíveis à luz contribuem para a solubilidade em água e propriedades ópticas. De acordo com Liu, esses recursos se combinam para produzir, em última análise, sondas light-up adequadas para TPEF.

p A equipe descobriu que a fluorescência das sondas tornou-se substancialmente mais intensa após a exposição aos ácidos nucléicos, como DNA e RNA de fita dupla. Isso ocorre porque as sondas carregadas positivamente se ligam fortemente aos ácidos nucleicos carregados negativamente por meio de interações eletrostáticas atrativas, aumentando a hidrofobicidade microambiental das sondas e sua fluorescência. Além disso, as sondas coraram seletivamente os núcleos do câncer de mama e células saudáveis ​​com baixa toxicidade.

p Os pesquisadores estão atualmente expandindo sua coleção de sondas para incluir outras aplicações alvo intracelulares. Eles também estão otimizando ainda mais o desempenho TPEF das pontas de prova. “Essas nanossondas podem abrir novas maneiras de interrogar sistemas biológicos de uma forma segura e de alto contraste, ”Disse Zhang.