Ésta es una representación esquemática del sistema fotoconmutable fluorescente. Crédito:Francisco Raymo / Universidad de Miami
Los científicos de la Universidad de Miami han desarrollado una forma de activar y desactivar moléculas fluorescentes en entornos acuosos. atrapando estratégicamente las moléculas dentro de partículas solubles en agua y controlándolas con luz ultravioleta. El nuevo sistema se puede utilizar para desarrollar mejores sondas fluorescentes para la investigación biomédica.
Estudios anteriores han utilizado partículas solubles en agua para llevar moléculas orgánicas al agua. Lo novedoso de este sistema es el uso de un mecanismo de fotoconmutación en combinación con estas partículas.
Los hallazgos publicados en línea por Química:una revista europea , describir la creación de un sistema de conmutación por fotos fluorescente que es más eficiente que las tecnologías actuales, dice Francisco Raymo, profesor de química de la Facultad de Artes y Ciencias de la UM e investigador principal de este estudio.
"Encontrar una manera de cambiar la fluorescencia dentro de las células es uno de los principales desafíos en el desarrollo de sondas fluorescentes para aplicaciones de bioimagen, ", Dice Raymo." Nuestros interruptores fluorescentes se pueden operar en el agua de manera eficiente, ofreciendo la oportunidad de obtener imágenes de muestras biológicas con una resolución a nivel nanométrico ".
Las moléculas fluorescentes no son solubles en agua; por lo tanto, Raymo y su equipo crearon su sistema incrustando moléculas fluorescentes en nanopartículas sintéticas solubles en agua llamadas polímeros que sirven como vehículos de transporte hacia las células vivas. Una vez dentro de la celda, la fluorescencia de las moléculas atrapadas dentro de las nanopartículas se puede encender y apagar bajo control óptico.
Esta imagen muestra células vivas incubadas con las nanopartículas de polímero. El color verde es la fluorescencia que proviene de las moléculas atrapadas dentro de las nanopartículas. Crédito:Francisco Raymo / Universidad de Miami
"Los polímeros pueden preservar las propiedades de las moléculas fluorescentes y al mismo tiempo ayudar a la transferencia de las moléculas al agua, "Dice Raymo." Es un poco como tener un pescado en una pecera, para que el pescado pueda continuar con sus actividades en el recipiente y todo el recipiente se pueda transferir a un entorno diferente ".
El nuevo sistema es más rápido y estable que los métodos actuales. Las moléculas fluorescentes brillan cuando se exponen simultáneamente a la luz ultravioleta y visible y vuelven a su estado original no luminoso en menos de 10 microsegundos después de que se elimina la luz ultravioleta.
Mediante el uso de moléculas sintéticas diseñadas, El nuevo sistema es capaz de superar el proceso de desgaste natural al que están sujetas las moléculas orgánicas cuando se exponen a la luz ultravioleta.
"El sistema se puede alternar entre los estados fluorescente y no fluorescente durante cientos de ciclos, sin signo de degradación, "Dice Raymo.
La superficie del sistema se puede personalizar para ayudar a que se adhiera a moléculas específicas de interés, permitiendo así a los investigadores visualizar estructuras y actividad dentro de las células, en tiempo real, con una resolución que de otro modo sería imposible de lograr.
