De nieuwste ontwikkelingen op het gebied van fluorescentiemicroscopie maken het mogelijk om individuele moleculen in cellen of moleculaire complexen in beeld te brengen met een ruimtelijke resolutie tot 20 nanometer. Echter, onder bepaalde omstandigheden, er treedt een effect op dat de resultaten vervalst:door het gebruikte laserlicht kunnen zeer reactieve zuurstofmoleculen in het monster worden gevormd. Deze kunnen dan de gebruikte fluorescerende kleurstoffen zodanig beschadigen dat ze niet meer fluoresceren. Onder microscopie-experts, dit effect staat bekend als fotobleken.

Echter, verschillende fluorescerende kleurstoffen kunnen ook worden omgezet door fotobleken, zodat ze licht van kortere golflengten absorberen. "Een voorheen rode fluorescerende kleurstof gloeit dan groen op. De fluorescentie is verschoven naar het blauwe bereik op de golflengteschaal. Daarom wordt dit effect fotoblauwing genoemd, " legt professor Markus Sauer uit, een expert in superresolutiemicroscopie van het biocentrum van Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) in Beieren, Duitsland.

Eerste exacte beschrijving van fotoblauwing

Het team van Sauer presenteert nu voor het eerst het exacte moleculaire mechanisme van fotoblauwing voor cyaninekleurstoffen zoals Cy5 in het tijdschrift Natuurmethoden . Dr. Martin Schnermann van het Center for Cancer Research in Frederick (VS) is ook betrokken bij de publicatie.

"Omdat we het mechanisme zo precies begrepen, we hebben fotoblauwing kunnen voorkomen door eenvoudige toevoegingen zoals vitamine C of deze te verhogen door een soort katalysator toe te voegen, ', zegt Markus Sauer.

Het voorkomen van fotoblauwing kan heel belangrijk zijn. Hoewel het effect slechts een paar procent van de gebruikte kleurstof kan aantasten, het kan niettemin leiden tot fouten of verkeerde interpretaties van de microscopie, bijvoorbeeld in experimenten met energieoverdracht (FRET). De geconverteerde kleurstoffen worden namelijk met dezelfde hoge gevoeligheid gedetecteerd als de uitgangsproducten.

Eenvoudige buffers voorkomen fotoblauwing

"Onze resultaten laten zien welke kleurstoffen worden aangetast en hoe fotoblauwing kan worden voorkomen door eenvoudige buffertoevoegingen, "Sauer zegt, over de inhoud van de Natuurmethoden papier. "Maar ze laten ook zien hoe fotoblauwing mogelijk voordelig kan worden gebruikt voor fluorescentiebeeldvorming en voor het volgen van enkelvoudige, specifiek omgezette kleurstofmoleculen."

Dat is precies wat het team van Sauer van plan is om vervolgens aan te pakken:Photoblueing moet verder worden ontwikkeld, onder andere, het gericht volgen van individuele bacteriële en virale deeltjes in infectieprocessen. Het hier beschreven werk werd gefinancierd door de Duitse Onderzoeksstichting DFG.