Laboratoria gebruiken oppervlakteactieve stoffen om dingen te scheiden, en fluorescerende kleurstoffen om dingen te zien. De chemici van Rice University hebben de twee gecombineerd om het leven van wetenschappers overal te vereenvoudigen.

Het laboratorium van de Wiess School of Natural Sciences van chemicus Angel Martí introduceerde een reeks van acht fluorescerende oppervlakteactieve stoffen in Zuivere en toegepaste chemie . Het zijn voorbeelden van wat volgens hem een ​​modulaire set fluorescerende oppervlakteactieve stoffen zal zijn voor laboratoria en de industrie.

Martí en Rice afgestudeerde student en hoofdauteur Ashleigh Smith McWilliams ontwikkelde de verbindingen voornamelijk om zo eenvoudig mogelijk beelden van enkele nanobuisjes of cellen vast te leggen.

"We kunnen cellen of koolstofnanobuisjes kleuren met deze oppervlakteactieve stoffen, "Zei Martí. "Ze plakken aan cellen of nanobuisjes en nu kun je fluorescerende microscopie gebruiken om ze te visualiseren."

Zepen en wasmiddelen zijn veel voorkomende oppervlakteactieve stoffen. Het zijn tweedelige moleculen met wateraantrekkende koppen en watervermijdende staarten. Doe er genoeg van in water en ze vormen micellen, met de koppen naar buiten en de staarten naar binnen. (Vergelijkbare structuren vormen de beschermende, poreuze barrières rond cellen.)

McWilliams produceerde de oppervlakteactieve stoffen door fluorescerende kleurstoffen te laten reageren met op alcohol gebaseerde, niet-polaire staarten, waardoor de hoofden gloeiden wanneer ze werden geactiveerd door zichtbaar licht. Wanneer de verbindingen zich in een oplossing om koolstofnanobuisjes wikkelen, ze voorkomen niet alleen dat de nanobuisjes aggregeren, maar maken ze ook veel gemakkelijker te zien onder een microscoop.

"Oppervlakteactieve stoffen worden al jaren voor veel verschillende toepassingen gebruikt, maar we hebben ze speciaal gemaakt door ze om te zetten in dingen die je normaal gesproken niet kunt zien, ' zei Mart.

"Fluorescerende oppervlakteactieve stoffen zijn eerder onderzocht, maar het nieuwe aan ons is hun veelzijdigheid en relatieve eenvoud, "Zei McWilliams. "We gebruiken gewone kleurstoffen en zijn van plan om deze oppervlakteactieve stoffen te produceren met een scala aan kleuren en fluorescerende eigenschappen voor specifieke toepassingen."

Die kunnen verstrekkend zijn, zei Mart.

"Deze kunnen veel verder gaan dan beeldverwerkingstoepassingen, "zei hij. "Bijvoorbeeld, kledingfabrikanten gebruiken oppervlakteactieve stoffen en kleurstoffen. In theorie, ze zouden die kunnen combineren; in plaats van twee verschillende chemicaliën te gebruiken, ze kunnen er wel een gebruiken.

"Ik kan me voorstellen deze te gebruiken voor waterzuivering, waar oppervlakteactieve kleurstoffen kunnen worden afgestemd om verontreinigende stoffen op te vangen en te vernietigen met zichtbaar licht, " zei Martí. "Voor biomedische toepassingen, ze kunnen worden afgestemd om specifieke cellen te targeten en alleen die te doden die je met licht uitstraalt. Dat zou een gelokaliseerde manier van behandelen mogelijk maken, zeggen, huidkanker."

Martí zei dat zijn laboratorium kon bevestigen dat fluorescerende oppervlakteactieve stoffen echt werken. "We waren in staat om de kritische micelconcentratie te karakteriseren, de concentratie waarbij micellen beginnen te vormen, " zei hij. "Dus we zijn er 100% zeker van dat deze moleculen oppervlakteactieve stoffen zijn."