Inspirisan mehanizmom iza naočara za sunce osetljive na svetlost, tim predvođen istraživačem sa Državnog univerziteta Severne Karoline izumeo je porodicu fluorescentnih boja za osvetljavanje bioloških procesa u veoma maloj skali – uporedivoj po veličini sa ljudskom kosom.
Istraživači su opisali mehanizam iza boja u publikaciji u ACS Applied Optical Materials, koju je vodio Jang Zhang, docent tekstilnog inženjerstva, hemije i nauke u državi NC.
Apstrakt je razgovarao sa Džangom o tome kako boje funkcionišu.
Jang Zhang: Dizajnirali smo porodicu boja pod nazivom „fotoaktivabilni fluorofori“. Ovi molekuli fluorescentne boje menjaju boju kada su pogođeni zračenjem plave svetlosti. Boje menjaju boju jer je deo strukture boje fotoosetljiv, a zračenje svetlosti menja njihovu molekularnu strukturu. Konformacije boje će u početku emitovati svetlost na zelenijem spektru, a nakon zračenja će emitovati crvenu svetlost.
Zhang: To je kao kada ljudska bića jedu hranu, mi apsorbujemo energiju da bismo mogli da radimo, a onda idemo u krevet da se opustimo. Nakon što molekul apsorbuje energiju, želi da se opusti nazad u osnovno stanje, tako da se opušta i izbacuje fotone. Mikroskopski biološki svet je taman, a ove boje pomažu da se biološki procesi osvetle mikroskopom.
Zhang: Dizajnirali smo ove boje da se koriste sa mikroskopijom u osnovnim biomedicinskim istraživanjima, iako nisu korišćene kod ljudi. Koristili smo boje da osvetlimo sićušne transportne molekule, ili nanonosače, koji difunduju unutar nematoda u razvoju ili u razvoju muva. To je obično teško zamisliti koristeći bilo koji drugi pristup.
Trenutno istražujemo naše boje za snimanje sa jednim molekulom, nadovezujući se na rad koji je trojici naučnika dobio Nobelovu nagradu za hemiju 2014. Ova tehnika pomaže biomedicinskim istraživačima da istražuju komplikovane životne procese sve do nanoskala— drugim rečima, na molekularnom nivou .
Zhang: Boje na kojima smo radili su svetlije i mislimo da su bezbednije. To je zato što emituju svetlost u bliskom infracrvenom regionu. Želite da izbegnete da se zračenje apsorbuje u tkivo ili ćelije. Takođe, uzbuđujemo ćelije tako što ih udaramo svetlošću na većoj talasnoj dužini, dakle na nižem energetskom nivou. To će izbeći zagrevanje ćelija i njihovo potencijalno ubijanje. Naši sledeći koraci su da pažljivije pogledamo nivoe fototoksičnosti kako bismo videli kako se ove boje mogu šire koristiti za snimanje sa jednim molekulom.
