Solo fue necesario el reemplazo de un átomo para que los científicos de la Universidad de Rice otorguen nuevos poderes a las moléculas fluorescentes biocompatibles.

El laboratorio de Rice del químico Han Xiao informó en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense ha desarrollado un interruptor de un solo átomo para encender y apagar los tintes fluorescentes utilizados en la obtención de imágenes biológicas a voluntad.

La técnica permitirá la obtención de imágenes de alta resolución y el seguimiento dinámico de procesos biológicos en células vivas, tejidos y animales.

El laboratorio de Rice desarrolló una sonda mínimamente modificada que puede activarse con una amplia gama de luz visible. El proceso patentado podría reemplazar los fluoróforos fotoactivables existentes que solo pueden activarse con luz ultravioleta o requieren químicos tóxicos para encender la fluorescencia. características que limitan su utilidad.

Los investigadores aprovecharon un fenómeno conocido como transferencia de electrones fotoinducida (PET), que ya era conocido por apagar las señales fluorescentes.

Ponen fluoróforos en jaulas de tiocarbonilo, el moeity responsable de apagar. Con síntesis orgánica de un solo paso, reemplazaron un átomo de oxígeno en la jaula con uno de azufre. Eso les permitió inducir el efecto PET para apagar la fluorescencia.

Activar el complejo de nuevo con luz visible cerca de la absorbancia preferida de la molécula fluorescente oxidó la jaula a su vez. Eso eliminó el azufre y lo reemplazó con un átomo de oxígeno, restaurar la fluorescencia.

"Todo lo que se necesita para hacer esto es un poco de química y un paso, "dijo Xiao, quien se unió a Rice en 2017 con fondos del Instituto de Investigación y Prevención del Cáncer de Texas (CPRIT). "Demostramos en el artículo que funciona igual para una gama de tintes fluorescentes. Básicamente, una reacción resuelve muchos problemas ".

Los investigadores de todo el mundo utilizan moléculas fluorescentes para marcar y rastrear células o elementos dentro de las células. Activar las etiquetas con luz visible de baja potencia en lugar de ultravioleta es mucho menos dañino para las células que se están estudiando. Xiao dijo:y hace posible las exposiciones prolongadas de células vivas que requieren las imágenes de superresolución. Experimentos de superresolución de Theodore Wensel, la Cátedra Robert A. Welch de Química en Baylor College of Medicine, y su equipo confirmó sus habilidades, él dijo.

"Creemos que esta será una prueba realmente buena para la obtención de imágenes de células vivas, "Dijo Xiao." La gente también usa un tinte fotoactivable para rastrear la dinámica de las proteínas, para ver dónde, qué tan lejos y qué tan rápido viajan. Nuestro trabajo consistió en proporcionar una forma general de generar este tinte ".

Los investigadores encontraron que su técnica funcionaba en una amplia gama de etiquetas fluorescentes comunes e incluso se podía mezclar para obtener imágenes multicolores de moléculas objetivo en una sola célula.