Химики создали круглые флуоресцентные пигменты для биологической визуализации

Специалисты Орегонского университета разработали новый класс флуоресцентных красителей, действующих в воде и излучающих цвета, основываясь только на диаметре круглых нанотрубок из углерода и водорода.

Результаты работы команды, состоявшей из 6 человек, представлены в ACS Central Science, сообщает sciencedaily.com. В статье подробно описывается, как исследователям удалось заставить изначально нерастворимые в воде синтезированные органические молекулы, нанообручи, проникать через клеточные мембраны и сохранять цвета в живых структурах. Добиться этого позволило введение химической боковой цепи.

Годами ученые, занимающиеся биологическими исследованиями и медицинской диагностикой, полагались на химические вещества, флуорофоры. Они имеют плоскую структуру и излучают разные цвета под действием света, помечая так специфические молекулы. Потенциал кольцевых соединений в данной сфере изучен намного меньше.

Нанообручи – короткие отрезки углеродных нанотрубок, позволяют получить разные флуоресцентные цвета от одного воздействия. За счет этого можно отслеживать несколько процессов в живых клетках, объяснил соавтор работы, профессор Рамеш Джасти.

«Структуры действуют не так, как большинство флуорофор, что предполагает наличие уникальных возможностей для их использования, — сказал профессор Майкл Плют, соавтор статьи. – Эти красители сохраняют функциональность при разных значениях рН, что позволяет применять их как в кислотных, так и в щелочных условиях».

После внедрения химической боковой цепи, разработанной ведущим автором работы, докторанткой Бриттани Уайт, нанообручи стали растворимыми и смогли свободно проникать через клеточные мембраны, не заходя в определенные зоны. Структура также позволила направить их в раковые ткани.

«Успех показал, что систему можно использовать в разных типах клеток и даже в их отдельных компонентах, — сказал Джасти. – Потенциально нанообручи подходят для медицинской диагностики и доставки лекарств».

По токсичности кольцевые структуры соответствуют традиционным флуоресцентным красителям.