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Os pontos novos do polímero são uma etapa grande para a imagem lactente do tecido da único-partícula

Um polímero que fosse projectado para produzir a luz que penetra ambientes escuros mostrou a promessa nas experimentações bioimaging, onde pode detectar partículas nano-feitas sob medida debaixo da superfície de modelos realísticos do tecido.

Os estudos recentes demonstraram que as pontas de prova fluorescentes - materiais luminescentes que anexam aos alvos minúsculos tais como pilhas - são particularmente úteis para bioimaging quando irradiam na região infravermelha (SWIR) da onda curta do espectro óptico. Porque este tipo de luz fluorescente penetra mais profundo em objetos biológicos sem ser absorvido ou dispersaa, as pontas de prova de SWIR podem ser manchadas mais distante no tecido do que emissores convencionais.

Estas características permitiram pontas de prova de SWIR de capturar imagens de alta resolução das estruturas localizaram profundamente dentro do corpo, tal como o tecido de cérebro, sem os perigos dos raios X.

Satoshi Habuchi e seus colegas está trabalhando para melhorar a imagem lactente fluorescente expandindo o tipo de pontas de prova capazes de produzir a radiação de SWIR.

Actualmente, a maioria de emissores brilhantes de SWIR são um ou outro pontos do quantum do semicondutor ou nanoparticles raro-terra-lubrificados que são inoportunos para muitos espécimes devido a seus efeitos secundários tóxicos. Por outro lado, os materiais que são mais biocompatible, como tinturas orgânicas, não são geralmente intensos bastante ser considerados dentro do tecido.

Para resolver esta edição, os pesquisadores de KAUST giraram para os polímeros que têm as estruturas do “doador-autómato”, uma disposição onde os componentes elétron-ricos alternam com as parcelas elétron-deficientes ao longo de uma corrente molecular condutora. “Esta distribuição promove transferência de carga ao longo da espinha dorsal do polímero, que é muito um modo eficaz obter a luz de SWIR,” explica Hubert Piwoński, autor principal do estudo.

A equipe escolheu dois polímeros do doador-autómato com características ideais para a emissão de SWIR e desenvolveu então um procedimento da precipitação que fundisse os compostos em esferas minúsculas do polímero, ou “pontos”, apenas alguns nanômetros largamente.

As caracterizações ópticas revelaram estes materiais tiveram as emissões excepcionalmente brilhantes de SWIR que foram manchadas facilmente em modelos biológicos do tecido. “Por o volume, nossas partículas têm um valor do brilho maior do que quase todos emissores restantes de SWIR relatados até agora,” diz Habuchi. “Isto permitiu a detecção de pontos nanômetro-feitos sob medida do polímero nos espécimes um milímetro grossos.”

Além, os pontos novos do polímero que brilham somente por um nanossegundo podem produzir imagens de baixo nível de ruído com a sensibilidade da único-molécula devido à detecção alta da produção de fluorescência emissora. A capacidade para visualizar únicas pontas de prova em taxas rápidas da aquisição poderia beneficiar os pesquisadores que olham para capturar processos nos tecidos e nos órgãos enquanto acontecem.

Há umas oportunidades enormes para pontas de prova novas e as modalidades da imagem lactente capazes de endereçar a dinâmica das moléculas em sistemas vivos, e nossos pontos do polímero são uma etapa grande para a imagem lactente do tecido da único-partícula.”

Hubert Piwoński, autor principal do estudo, universidade do rei Abdullah da ciência 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.