NRL-forskere optrævler komplekse kvante-dot-dopamin-interaktioner

Peptider konjugeret til dopamin forreduceres til hydroquinon og samles derefter selv til QD'er. Ved lav pH, hydroquinon er fremherskende, og som en dårlig elektronacceptor resulterer dette i lav QD fotoluminescens (PL) quenching. Når pH stiger, omgivende O2 i bufferen oxiderer dopamin og producerer en hydrogenperoxidart. Den stigende quinonkoncentration giver gunstige elektronacceptorer i umiddelbar nærhed af QD. Dette giver højere quenching-effektiviteter med en størrelse, der er direkte proportional med mængden af quinon og dermed pH. Kredit:Naval Research Laboratory/Scripps Research Institute

Forskere ved Naval Research Laboratory (NRL) i samarbejde med Scripps Research Institute i La Jolla, ca., rapporterede for nylig en detaljeret undersøgelse af interaktionerne mellem vandopløselige halvlederkvanteprikker (QD'er) med den elektroaktive neurotransmitter dopamin.

Disse biokompatible QD-dopamin nano-samlinger kan bruges som den aktive komponent til sensorer, der bruges til at detektere en lang række målanalytter lige fra sukkerarter til peroxider.

Ifølge NRL's Dr. Michael Stewart, et medlem af forskerholdet "Karten af QD-dopamin-interaktionen har været genstand for mere end 25 nyere forskningsartikler, der forsøgte at afdække og udnytte den nøjagtige karakter af, hvordan QD'erne interagerer med disse små elektroaktive kemikalier under sensingen proces. Indtil nu, det forblev uklart, om dopamin virkede som en elektronacceptor eller som en elektrondonor til at slukke luminescens fra QD."

Fluorescerende mikrofotografier indsamlet fra COS-1 celler co-injiceret med 550 nm emitterende QD-dopamin konjugater og røde FLX interne standard nanosfærer i buffer ved pH 6,5. Vækstmediet blev skiftet til pH 11,5 suppleret med lægemidlet Nystatin, og mikrofotografier blev taget med de angivne tidsintervaller fra både QD- og FLX-emissionskanalerne. Sammenflettede billeder vises i den nederste række, og pH-værdier udtrukket ved hvert tidsinterval er vist nedenfor. Kredit:Naval Research Laboratory/Scripps Research Institute

"Dopamins kemiske tilstand ændrer sig fra en protoneret hydroquinon i sure medier til en oxideret quinon i basale miljøer. En række omhyggeligt designede eksperimenter gjorde det muligt for forskerholdet at fastslå, at kun quinonformen er i stand til at fungere som en elektronacceptor, hvilket resulterer i quenching. af QD emissionen. Hastigheden af quinondannelse og dermed QD quenching er direkte proportional med pH og kan derfor bruges til at detektere ændringer i pH af opløsninger. Ved hjælp af denne nanoskala sensor, forskerholdet var i stand til at demonstrere pH-sensing i opløsning og endda visualisere ændringer inde i celler, da cellekulturer gennemgik lægemiddelinduceret alkalose, " forklarede Dr. Scott Trammell.

Sidste artikelHoppende vanddråber afslører småskala skønhed (m/ video)

Næste artikelNye nanopartikler kan forbedre kræftbehandlingen