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A tintura fluorescente nova pode provar útil para aplicações biomedicáveis da imagem lactente

Os cientistas podem monitorar processos biomoleculares no tecido vivo por métodos ópticos não invasores, tais como a imagem lactente da fluorescência.

Contudo, as tinturas fluorescentes usadas para essa finalidade são frequentemente um pouco instáveis, e photobleaching, falta da especificidade, e as farmacocinética deficientes são edições periódicas.

Os cientistas dos E.U. desenvolveram um protector molecular que estabilizasse as tinturas fluorescentes próximo-infravermelhas e aumentasse sua funcionalidade. Suas síntese e caracterização são relatadas no jornal Angewandte Chemie.

A fluorescência que bioimaging usa frequentemente a região clara próximo-infravermelha porque esta radiação pode eficientemente penetrar o tecido humano. As tinturas fluorescentes projetadas com esta finalidade têm geralmente uma arquitetura molecular lisa, simétrica, que favoreça a absorção da luz próximo-infravermelha, mas as tinturas igualmente precisam de ser solúveis em água e levar grupos funcionais para conjugar com escolha de objectivos de biomoléculas, por exemplo, de anticorpos ou tumor-ligação de peptides.

Um membro desta classe de tinturas fluorescentes, chamada cianinas do heptamethine, ou Cy7, está actualmente sob a investigação em aplicações cirúrgicas.

Contudo, as moléculas Cy7 têm seus inconvenientes. Seu cromóforo deabsorção é vulnerável aos radicais do oxigênio, que conduz ao descoramento. Além, as moléculas rígidas lisas podem agregar e interagir não especìfica com outras biomoléculas, que retarda seu afastamento do corpo.

Para abordar estas edições, Bradley D. Smith e seu grupo na universidade de Notre Dame, EUA, melhoraram a estrutura química da tintura. Para proteger o cromóforo do heptamethine do ataque do oxigênio, introduziram um protector volumoso e esperto.

Anexaram um grupo aromático volumoso sobre a parte central do cromóforo e equiparam este grupo superior com os braços de protecção longos que projectam-se sobre ambas as faces do cromóforo, como um pássaro que cobre seu ninho com suas asas.

A tintura resultante, que os cientistas chamam “sterically protegeu a tintura de cianina do heptamethine” ou o s775z, foi solúvel em água e desde que fluorescência estável. A arquitetura protegida impediu a agregação e photobleaching, os autores relataram.

A tintura era excepcionalmente estável contra a degradação química e podia ser armazenada “indefinidamente” em um refrigerador comum, os autores escreveu.

Executaram estudos da imagem lactente em ratos vivos e encontraram que s775z, em contraste com todo o outro tinturas estudadas, não acumulou nos órgãos do afastamento do sangue, mas foram lavados igualmente fora do corpo rapidamente. Além disso, uma versão cancro-visada de s775z acumulado em um nível elevado nos tumores e podia ser visualizada pela imagem lactente da fluorescência dos ratos vivos.

Os autores sugerem que a tintura nova de s775z seja útil para uma vasta gama de aplicações biomedicáveis da imagem lactente. Indicam que a mudança de uma molécula lisa a uma arquitetura de protecção tridimensional era a chave para fazer esta classe das tinturas próximo-infravermelhas da fluorescência mais estável e eficiente.

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.