Hurtig og præcis flerfarvebilleddannelse af biomolekyler nu mulig

For første gang, forskere kan spore biologiske molekyler med hidtil uset hastighed og præcision takket være brugen af ​​multi-metalliske nanopartikler.

Forskerne offentliggjorde deres resultater den 17. oktober i ACS Fotonik , et tidsskrift fra American Chemical Society.

Nanopartikler bruges til at spore bevægelser af biologiske molekyler isoleret fra celler og også i levende celler, såsom mekanismerne relateret til intracelluær transport, celle signalering, og andre processer. Forskere har traditionelt brugt guldnanopartikler til at spore disse bevægelser, men, inden for billeddannelse, de kunne kun vise én farve:grøn. Nu, videnskabsmænd kan se mere end grønt ved at bruge guld, sølv og guld-sølv legerede nanopartikler.

"Guldnanopartikler er meget kraftfulde værktøjer, der bruges til præcist at spore den hurtige bevægelse af biomolekyler, " sagde Ryota Iino, papirforfatter og professor ved Institut for Molekylær Videnskab i National Institutes of Natural Sciences. "Imidlertid, billeddannelsen var tidligere begrænset til monokromatisk grøn. I dette studie, ved at bruge guld, sølv og sølv-guld nanopartikler, det er lykkedes os at udvide farvepaletten – mellem lilla og grøn – af højhastigheds- og højpræcisionsbilleddannelse af biomolekyler."

Andre tagging teknikker, såsom organiske fluorescerende farvestoffer, kan udvide farvepaletten til at omfatte røde, men de har en tendens til at vise sig som svagere farver end de skarpe og stærke, hvilket viser, at metalliske nanopartikler afgiver. Metalliske nanopartikler er også mere stabile end organiske farvestoffer, hvilket betyder, at de forbliver synlige, når de bevæger sig med det mærkede biomolekyle i en lang periode.

"Nanopartikler viser meget stærkere signaler, og de blinker ikke på samme måde som organiske farvestoffer kan, " sagde Iino. "Forskellige nanopartikler spreder også kraftigt lyset ved forskellige bølgelængder, hvilket betyder, at de viser sig som synligt forskellige farver, når de afbildes."

Holdet arbejder nu på at udvide billedfarvepaletten endnu mere med nykonstruerede nanopartikler. De håber også at bruge endnu meget mindre nanopartikler for at få en bedre forståelse af alle molekylære mekanismer i fungerende celler.