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La nuova tintura fluorescente può risultare utile per le applicazioni biomediche della rappresentazione

Gli scienziati possono riflettere i trattamenti biomolecolari in tessuto in tensione con i metodi ottici non invadenti, quale la rappresentazione della fluorescenza.

Tuttavia, le tinture fluorescenti usate per quello scopo sono spesso piuttosto instabili e photobleaching, la mancanza di specificità e le farmacocinesi difficili sono emissioni ricorrenti.

Gli scienziati degli Stati Uniti hanno sviluppato un carter molecolare che stabilizza le tinture fluorescenti vicine all'infrarosso e migliora la loro funzionalità. La loro sintesi e caratterizzazione sono riferite nel giornale Angewandte Chemie.

La fluorescenza che bioimaging usa spesso la regione leggera vicina all'infrarosso perché questa radiazione può penetrare efficientemente il tessuto umano. Le tinture fluorescenti progettate a questo fine hanno solitamente un'architettura molecolare piana e simmetrica, che favorisce l'assorbimento di indicatore luminoso vicino all'infrarosso, ma le tinture egualmente devono essere solubili in acqua e portare i gruppi funzionali per la coniugazione con l'ottimizzazione le biomolecole, per esempio, gli anticorpi o dei peptidi dell'tumore-associazione.

Un membro di questa classe di tinture fluorescenti, chiamata cianina di heptamethine, o Cy7, è corrente in esame nelle applicazioni chirurgiche.

Tuttavia, le molecole Cy7 hanno loro svantaggi. Il loro cromoforo luminoso assorbente è vulnerabile ai radicali dell'ossigeno, che piombo ad imbianchimento. Inoltre, le molecole rigide piane possono cumulare ed interagire non specifico con altre biomolecole, che rallenta il loro spazio dall'organismo.

Per affrontare queste emissioni, Bradley D. Smith ed il suo gruppo all'università di Notre Dame, U.S.A., hanno migliorato la struttura chimica della tintura. Per proteggere il cromoforo di heptamethine dall'attacco dell'ossigeno, hanno presentato un carter voluminoso ed astuto.

Hanno fissato un gruppo aromatico ingombrante sopra la parte centrale del cromoforo ed hanno fornito questo gruppo superiore lungamente di protezione delle armi che aggettano sopra entrambe le fronti di taglio del cromoforo, come un uccello che copre il suo nido di sue ali.

La tintura risultante, che gli scienziati chiamano “sterically ha protetto la tintura di cianina di heptamethine„ o s775z, era solubile in acqua e se la fluorescenza stabile. L'architettura schermata ha impedito l'aggregazione e photobleaching, gli autori hanno riferito.

La tintura era eccezionalmente stabile contro degradazione chimica ed ha potuto essere memorizzata “indefinitamente„ in un frigorifero comune, gli autori ha scritto.

Egualmente hanno svolto gli studi della rappresentazione in mouse in tensione ed hanno trovato che s775z, contrariamente a tutto l'altro tinture studiate, non si è accumulato negli organi di spazio di sangue, ma sono stati sciacquati dall'organismo rapidamente. Inoltre, una versione Cancro-mirata a di s775z accumulato ad un ad alto livello in tumori ed ha potuto essere visualizzata dalla rappresentazione della fluorescenza dei mouse in tensione.

Gli autori suggeriscono che la nuova tintura di s775z sia utile per una vasta gamma di applicazioni biomediche della rappresentazione. Precisano che il cambiamento da una molecola piana ad un'architettura proteggente tridimensionale era il tasto per rendere questa classe delle tinture vicine all'infrarosso della fluorescenza più stabile ed efficiente.

Source:
Journal reference:

Li, H-D., et al. (2020) Sterically Shielded Heptamethine Cyanine Dyes for Bioconjugation and High Performance Near-Infrared Fluorescence Imaging Angewandte Chemie International Edition. doi.org/10.1002/anie.202004449.