Voor de eerste keer, onderzoekers kunnen biologische moleculen volgen met ongekende snelheid en precisie dankzij het gebruik van multi-metalen nanodeeltjes.

De onderzoekers publiceerden hun resultaten op 17 oktober in ACS Fotonica , een tijdschrift van de American Chemical Society.

Nanodeeltjes worden gebruikt om de bewegingen van biologische moleculen te volgen die zijn geïsoleerd uit cellen en ook in levende cellen, zoals de mechanismen die verband houden met intracellulair transport, cel signalering, en andere processen. Onderzoekers hebben traditioneel gouden nanodeeltjes gebruikt om deze bewegingen te volgen, maar, in beeld, ze konden maar één kleur tonen:groen. Nutsvoorzieningen, wetenschappers kunnen meer zien dan groen door het gebruik van goud, nanodeeltjes van zilver en goud-zilverlegeringen.

"Gouden nanodeeltjes zijn zeer krachtige hulpmiddelen die worden gebruikt om de snelle beweging van biomoleculen nauwkeurig te volgen, " zei Ryota Iino, paper auteur en professor aan het Institute for Molecular Science in de National Institutes of Natural Sciences. "Echter, de beeldvorming was voorheen beperkt tot monochromatisch groen. In dit onderzoek, door goud te gebruiken, zilveren en zilver-gouden nanodeeltjes, we zijn erin geslaagd om het kleurenpalet - tussen paars en groen - van high-speed en high-precision imaging van biomoleculen uit te breiden."

Andere tagging technieken, zoals organische fluorescerende kleurstoffen, kan het kleurenpalet uitbreiden met rood, maar ze hebben de neiging om zwakkere kleuren weer te geven dan de scherpe en sterke kleuren die metalen nanodeeltjes afgeven. Metalen nanodeeltjes zijn ook stabieler dan organische kleurstoffen, wat betekent dat ze gedurende een lange periode zichtbaar blijven terwijl ze met het gelabelde biomolecuul meebewegen.

"Nanodeeltjes vertonen veel sterkere signalen, en ze knipperen niet op dezelfde manier als organische kleurstoffen, Iino zei. "Verschillende nanodeeltjes verstrooien het licht ook sterk op verschillende golflengten, wat betekent dat ze verschijnen als zichtbaar verschillende kleuren wanneer ze worden afgebeeld."

Het team werkt nu aan het nog verder uitbreiden van het kleurenpalet voor beeldvorming met nieuw ontwikkelde nanodeeltjes. Ze hopen ook nog veel kleinere nanodeeltjes te gebruiken om alle moleculaire mechanismen in functionerende cellen beter te begrijpen.