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I punti novelli del polimero sono un grande punto verso la rappresentazione del tessuto della unico particella

Un polimero che è progettato per produrre l'indicatore luminoso che penetra gli ambienti oscuri ha indicato la promessa nelle prove bioimaging, dove può individuare le particelle nano di taglia al di sotto della superficie dei modelli realistici del tessuto.

Gli studi recenti hanno dimostrato che le sonde fluorescenti - materiali luminescenti che fissano agli obiettivi minuscoli quali le celle - sono particolarmente utili per bioimaging quando si irradiano nella regione infrarossa (SWIR) di onda corta dello spettro ottico. Poiché questo tipo di luce fluorescente penetra più profondo negli oggetti biologici senza essere assorbito o sparsa, le sonde di SWIR possono essere macchiate più lontano nel tessuto che gli emettitori convenzionali.

Queste funzionalità hanno permesso alle sonde di SWIR di catturare le immagini ad alta definizione delle strutture hanno individuato in profondità all'interno dell'organismo, quale il tessuto cerebrale, senza i rischi dei raggi x.

Satoshi Habuchi ed i suoi colleghi sta funzionando per migliorare la rappresentazione fluorescente ampliando il tipo di sonde capaci della produzione della radiazione di SWIR.

Corrente, la maggior parte dei emettitori luminosi di SWIR sono qualsiasi punti di quantum a semiconduttore o nanoparticelle raro-terra-verniciate che sono inadatti per molti esemplari a causa dei loro effetti collaterali tossici. D'altra parte, i materiali che sono più biocompatibili, quali le tinture organiche, non sono solitamente abbastanza intensi essere veduti dentro il tessuto.

Per risolvere questo problema, i ricercatori di KAUST si sono girati verso i polimeri che hanno strutture “del donatore-ricettore„, una pianta in cui di componenti ricche d'elettrone alternano con le parti del elettrone-povero lungo una catena molecolare conduttiva. “Questa distribuzione promuove il trasferimento di carica lungo la spina dorsale del polimero, che è molto un modo efficace di ottenere l'indicatore luminoso di SWIR,„ spiega Hubert Piwoński, l'autore principale dello studio.

Il gruppo ha scelto due polimeri del donatore-ricettore con le caratteristiche ideali per l'emissione di SWIR e poi ha sviluppato una procedura della precipitazione che ha fuso i composti nelle sfere minuscole del polimero, o “i punti„, appena alcuni nanometri largamente.

Le caratterizzazioni ottiche hanno rivelato questi materiali hanno avute emissioni particolarmente luminose di SWIR che sono state macchiate facilmente nei modelli biologici del tessuto. “Per volume, le nostre particelle hanno un valore di luminosità più grande quasi tutti gli altri emettitori di SWIR riferiti finora,„ dice Habuchi. “Questo ha permesso alla rilevazione dei punti nanometro di taglia del polimero negli esemplari spesso un millimetro.„

Inoltre, i nuovi punti del polimero che sono flourescenti soltanto per un nanosecondo possono produrre le immagini a basso rumore con la sensibilità della unico molecola dovuto l'alta rilevazione di capacità di lavorazione della fluorescenza emessa. La capacità di prevedere le singole sonde alle tariffe veloci di acquisizione potrebbe avvantaggiare i ricercatori che guardano per catturare i trattamenti in tessuti e negli organi mentre accadono.

Ci sono opportunità enormi per le nuove sonde e le modalità della rappresentazione capaci di indirizzo della dinamica delle molecole nei sistemi viventi ed i nostri punti del polimero sono un grande punto verso la rappresentazione del tessuto della unico particella.„

Hubert Piwoński, autore principale di studio, re Abdullah University di scienza e tecnologia (KAUST)

Source:
Journal reference:

Piwoński, H., et al. (2021) Millimeter-Deep Detection of Single Shortwave-Infrared-Emitting Polymer Dots through Turbid Media. Nano Letters. doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c03675.