Любой ребенок, который играл со светящейся палочкой или ловил светлячка, понимает чудо хемилюминесценции или химического света. Этот процесс уже используется для обнаружения крови на месте преступления и для определения концентрации различных компонентов биологических образцов. На этой неделе в ACS Central Science исследователи представили новый хемилюминесцентный зонд, который лучше подходит для использования в воде и в 3000 раз ярче, чем предыдущие зонды.
Хемилюминесцентные зонды являются одними из наиболее чувствительных диагностических инструментов для секвенирования ДНК, анализа места преступления и иммуноанализа. В большинстве систем используется коктейль с одной молекулой-излучателем, которая обнаруживает интересующие виды, испуская слабый свет, и еще двумя дополнительными ингредиентами - флуорофором и мылоподобным веществом, называемым поверхностно-активным веществом, - которые усиливают сигнал до обнаруживаемых уровней. Однако в процессе переноса от одной молекулы к другой теряется энергия, а поверхностно-активные вещества не являются биосовместимыми. Дорон Шабат и его коллеги предположили, что, изменив электронную структуру токовых зондов для улучшения присущей им флуоресценции, они могли бы создать новую однокомпонентную эмиссионную систему, которая будет работать во многих приложениях.
Исследователи исследовали множество вариантов наиболее распространенных молекул-излучателей, заменяя элементы и проверяя возникающие в результате изменения излучения. Шабат и его коллеги обнаружили, что в одном случае простое добавление двух ключевых атомов привело к гораздо более яркому зонду, чем те, которые в настоящее время представлены на рынке. Кроме того, именно эта молекула подходит для непосредственного использования в клетках. На основе этой молекулы исследователи разработали датчики для обнаружения нескольких биологически значимых химических веществ. Они также использовали хемилюминесцентную молекулу для измерения активности нескольких ферментов и визуализации клеток с помощью микроскопии - то, что ранее требовало генной инженерии ферментативного механизма светлячка. Они говорят, что теперь у ученых будет новая мощная методология для подготовки высокоэффективных хемилюминесцентных датчиков для обнаружения и визуализации различных видов клеточной активности и аналитов.