Cientistas da Universidade de Miami desenvolveram uma maneira de ligar e desligar moléculas fluorescentes em ambientes aquosos, prendendo estrategicamente as moléculas dentro das partículas solúveis em água e controlando-as com luz ultravioleta. O novo sistema pode ser usado para desenvolver melhores sondas fluorescentes para pesquisas biomédicas.

Estudos anteriores usaram partículas solúveis em água para trazer moléculas orgânicas para a água. O que há de novo neste sistema é o uso de um mecanismo de fotointerrupção em combinação com essas partículas.

As descobertas publicadas online por Chemistry-A European Journal , descrevem a criação de um sistema fotossensível fluorescente que é mais eficiente do que as tecnologias atuais, diz Francisco Raymo, professor de química na Faculdade de Artes e Ciências da UM e investigador principal deste estudo.

"Encontrar uma maneira de mudar a fluorescência dentro das células é um dos principais desafios no desenvolvimento de sondas fluorescentes para aplicações de bioimagem, "Raymo diz." Nossos interruptores fluorescentes podem ser operados na água de forma eficiente, oferecendo a oportunidade de obter imagens de amostras biológicas com resolução em nível de nanômetro. "

As moléculas fluorescentes não são solúveis em água; portanto, Raymo e sua equipe criaram seu sistema incorporando moléculas fluorescentes em nanopartículas sintéticas solúveis em água chamadas polímeros que servem como veículos de transporte para as células vivas. Uma vez dentro da célula, a fluorescência das moléculas presas nas nanopartículas pode ser ligada e desligada sob controle óptico.

“Os polímeros podem preservar as propriedades das moléculas fluorescentes e ao mesmo tempo auxiliar na transferência das moléculas para a água, "Raymo diz." É um pouco como ter um peixe em um aquário, para que o peixe possa continuar com suas atividades no aquário e todo o aquário possa ser transferido para um ambiente diferente. "

O novo sistema é mais rápido e estável do que os métodos atuais. As moléculas fluorescentes brilham quando expostas simultaneamente à luz ultravioleta e visível e voltam ao seu estado não luminoso original em menos de 10 microssegundos após a luz ultravioleta ser removida.

Usando moléculas sintéticas projetadas, o novo sistema é capaz de superar o processo natural de desgaste a que as moléculas orgânicas estão sujeitas quando expostas à luz ultravioleta.

"O sistema pode ser alternado entre os estados fluorescente e não fluorescente por centenas de ciclos, sem sinal de degradação, "Raymo diz.

A superfície do sistema pode ser personalizada para ajudá-lo a se conectar a moléculas específicas de interesse, permitindo que os pesquisadores visualizem estruturas e atividades dentro das células, em tempo real, com uma resolução que de outra forma seria impossível de alcançar.