Pequeños puntos de carbono tienen, por primera vez, se ha aplicado a la obtención de imágenes intracelulares y al seguimiento de la administración de fármacos que implican diversas técnicas ópticas y vibratorias basadas en espectroscopía, como la fluorescencia, Raman, e imágenes hiperespectrales. Investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign han demostrado, por primera vez, que las nanopartículas de carbono fotoluminiscentes pueden exhibir un cambio reversible de sus propiedades ópticas en las células cancerosas.

"Una de las principales ventajas de estos agentes es su fuerte sensibilidad óptica intrínseca sin la necesidad de ningún colorante / fluoróforo adicional y sin problemas de fotoblanqueo asociados con él, "explicó Dipanjan Pan, profesor asistente de bioingeniería y líder del estudio. "Utilizando una elegante química de superficie a nanoescala, Creamos una vía de "enmascaramiento" molecular para apagar la fluorescencia y luego eliminar selectivamente la máscara para recuperar el brillo.

"El uso de puntos de carbono para iluminar las células humanas no es nuevo. De hecho, mis laboratorios, y varios otros grupos alrededor del mundo, han demostrado que estos pequeños puntos representan una clase única de materiales luminiscentes con excelente biocompatibilidad, degradabilidad y un acceso relativamente fácil a la síntesis a gran escala en comparación con otros materiales luminiscentes populares como los puntos cuánticos, "añadió Pan.

Y, todo el proceso de está altamente controlado y se puede observar en células vivas como informaron en el estudio del grupo, "Nanopartículas de carbono macromolecularmente 'enjauladas' para el tráfico intracelular mediante fotoluminiscencia conmutable, "apareciendo en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense .

“Podemos aplicar esta técnica para el tráfico intracelular mediante fotoluminiscencia conmutable en células de mamíferos in vitro, en el que las moléculas anfifílicas aniónicas con abundantes membranas endocíticas participan en el proceso de "desenjaulado", "dijo Pan." Los puntos de carbono, cada uno mide menos de 50 nanómetros de diámetro, derivan del néctar de agave y son muy luminiscentes. El intercambio químico a nanoescala in situ investigó aún más la comprensión mecanicista del origen de la luminiscencia del carbono e indicó que se trata principalmente de un fenómeno de superficie.

"Esto se puede activar y desactivar de forma reversible mediante una simple química a nanoescala contraiónica, ", Dijo Pan." Estos resultados pueden convertirse en la base de diseños nuevos e interesantes de materiales basados ​​en carbono para la obtención de imágenes intracelulares que sondean la función celular y para estudiar otros procesos biológicos ".

Si bien el origen de la luminiscencia en los puntos de carbono sigue siendo un misterio, Pan y sus colaboradores han demostrado previamente que estas partículas se pueden usar para rastrear simultáneamente el portador y la liberación cuantitativa de carga utilizando imágenes hiperespectrales ( Materiales funcionales avanzados 26, 2016, 8031-8041) o técnicas basadas en espectroscopia vibratoria ( Representante de ciencia . 11 de julio de 2016; 6:29299 .; Pequeña . 2016 12 (42), 5845-861 .; Pequeña . Septiembre de 2015; 11 (36):4691-703).