Ein-atom-switch erhöht fluoreszierende Farbstoffe: Einfache Technik, um biokompatible ‚turn-on‘ Farbstoffe

Es dauerte nur den Ersatz eines atoms für die Rice University Wissenschaftler, um neue Kräfte zu biokompatible fluoreszierende Moleküle.

Die Reis-Labor des Chemikers Han Xiao berichtet in der Zeitschrift der American Chemical Society entwickelt hat, eine single-atom Schalter schalten Sie fluoreszierende Farbstoffe verwendet, die in biologischen Bildgebung und ausschalten zu werden.

Die Technik ermöglicht hochauflösende Bildgebung und dynamische tracking von biologischen Prozessen in lebenden Zellen, Geweben und Tieren.

Den Reis lab entwickelt eine minimal modifizierte Sonde, die ausgelöst werden kann durch einen breiten Bereich des sichtbaren Lichts. Das patentierte Verfahren ersetzen könnten bestehende photoaktivierbare fluorophore, die darf nur aktiviert werden, mit UV-Licht oder verlangen, dass giftige Chemikalien, die wiederum auf die Fluoreszenz, Eigenschaften, die Begrenzung Ihrer Nützlichkeit.

Die Forscher nutzten ein Phänomen, bekannt als photo-induced electron transfer (PET), die bereits bekannt war, zu stillen fluoreszierende Signale.

Sie setzen fluorophore in Käfigen thiocarbonyl, die moeity verantwortlich für das abschrecken. Mit einem Schritt der organischen Synthese, Sie ersetzt ein Sauerstoff-atom im Käfig mit einer von Schwefel. Dass es Ihnen ermöglichte, zu induzieren, um die PET Wirkung zum quench der Fluoreszenz.

Die Auslösung der Komplex wieder mit sichtbarem Licht in der Nähe des fluoreszierenden Moleküls bevorzugte Absorption der oxidierten der Käfig in der Reihe. Dass ausgeknockt Schwefel und ersetzt es mit einem Sauerstoff-atom, Wiederherstellung der Fluoreszenz.

„Alles was es braucht, um diese ein wenig Chemie und ein Schritt“, sagte Xiao, die sich von Reis im Jahr 2017 mit Mitteln aus der Cancer Prevention and Research Institute of Texas (CPRIT). „Wir bewiesen in dem Papier, dass es funktioniert auf die gleiche für eine Reihe von fluoreszierenden Farbstoffen. Im Grunde genommen, eine Reaktion löst eine Menge Probleme.“

Forscher weltweit fluoreszierende Moleküle zu markieren und verfolgen von Zellen oder Elemente, die innerhalb der Zellen. Aktivieren Sie die tags, die mit low-powered sichtbares Licht statt UV ist viel weniger schädlich für die Zellen untersucht, Xiao, sagte, und macht die langen Expositionen von lebenden Zellen erforderlich, die durch super-resolution-imaging möglich. Super-resolution-Experimente von Theodore Wensel, der Robert A. Welch Professur in Chemie an der Baylor College of Medicine, und sein team bestätigt Ihre Fähigkeiten, sagte er.

„Wir meinen, dies ist eine wirklich gute probe für das Leben-Zelle imaging,“ Xiao sagte. „Leute verwenden auch photoaktivierbare Farbstoff zu verfolgen, die Dynamik von Proteinen, um zu sehen, wo und wie weit und wie schnell Sie Reisen. Unsere Arbeit war die Bereitstellung eines einfachen, Allgemeinen Weg, dies zu erzeugen Farbstoff.“

Die Forscher fanden heraus, dass Ihre Technik arbeitete auf einer Vielzahl von gemeinsamen fluoreszierenden tags und sogar gemischt multicolor-Bildgebung der gezielte Moleküle in einer einzelnen Zelle.