Los tintes de cianina del infrarrojo cercano son herramientas de referencia para estudiar el funcionamiento interno de las células e investigar la bioquímica de las enfermedades. incluido el cáncer.

Pero a pesar de que tienen baja toxicidad y muchas aplicaciones, estos tintes fluorescentes tienen una debilidad, dice Haiying Liu, profesor de química en la Universidad Tecnológica de Michigan. Pon los tintes en agua y dejarán de funcionar. Sus moléculas se agrupan o agregado, lo que reduce significativamente su brillo.

Liu y su equipo se preguntaron si tenía que ser así. "Pensamos que podría ser posible utilizar la agregación para activar la fluorescencia del tinte, ", dice." Queríamos convertir un inconveniente en una ventaja ".

Así que construyeron un nuevo tinte de cianina que funciona en agua y tiene otras propiedades beneficiosas. Su investigación fue publicada recientemente en Comunicaciones químicas .

Liu comenzó uniendo el tetrafenileteno (TPE) a un tinte de cianina convencional que mide el pH. El nuevo tinte hace lo que no hace el tinte convencional:fluoresce cuando se agrega en agua, brilla intensamente cuando las condiciones son ácidas y se desvanecen en condiciones alcalinas. Más, el nuevo tinte tiene una ventaja adicional ya que emite fluorescencia tanto con luz infrarroja cercana como con luz visible.

"El infrarrojo cercano es útil en la investigación biomédica porque penetra en tejidos profundos, "Dice Liu. Además, esta fluorescencia dual da a los científicos más por su dinero. "Podemos determinar el cambio de pH en dos colores diferentes, lo que nos permite comprobar los resultados de las imágenes ".

Los investigadores probaron su tinte de cianina en células vivas cultivadas en soluciones acuosas de pH variable. Descubrieron que las células incubadas en soluciones ácidas presentaban fluorescencia, mientras que la fluorescencia se desvaneció en células cultivadas en condiciones alcalinas.

El equipo también quería ver si el tinte podía rastrear las fluctuaciones del pH en las células expuestas al estrés oxidativo, un marcador de una enfermedad. incluido el cáncer. Bajo estas condiciones, Los niveles de pH dentro de las células tienden a bajar.

Entonces, los investigadores también probaron dos cultivos celulares. El primero se había incubado con un oxidante, peróxido de hidrógeno; el segundo con la sustancia química N-etilmaleimida (NEM) que desactiva un antioxidante protector en las células. En ambos casos, las células emitieron una fluorescencia más intensa después de que se incubaron, demostrando que su pH había caído al rango ácido.

El nuevo tinte fluorescente es relativamente sencillo de fabricar en el laboratorio, Liu explica, y definitivamente podría ayudar a los investigadores que necesiten detectar el pH celular en soluciones con un alto porcentaje de agua. Además, él cree que la técnica podría adaptarse a diferentes tipos de tintes de cianina.

"Al modificar los grupos hidroxilo del donante de TPE, " él dice, "podría desarrollar nuevos tintes para detectar y obtener imágenes de dióxido de carbono, enzimas y biotioles como GSH ".