Een nieuwe kleurstof zou onderzoekers in staat kunnen stellen om gedurende een langere periode natuurlijke processen in extreem kleine componenten van levende cellen te bekijken; een voorheen onbereikbare prestatie.

Met optische microscopie kunnen onderzoekers objecten zien en onderscheiden die ongeveer 200 nanometer (nm) van elkaar verwijderd zijn. In vergelijking, een mensenhaar is ongeveer 90, 000 nm dik. Helaas, de meeste interessante objecten in de biologie, zoals organellen in cellen en eiwitten, zijn veel kleiner dan 200 nm.

Biologen hebben gezocht naar manieren om de resolutie van microscopen te verbeteren, pionier op het gebied van superresolutiemicroscopie. Gestimuleerde emissiedepletie (STED)-microscopie is zo'n verbetering:een lichtbron richt zich op een interessant punt terwijl de omringende zone in het donker en afgezwakt wordt gehouden, bij wijze van spreken, een speciale laser gebruiken om een ​​achtergrond te vormen zonder interferenties. Deze techniek is gebaseerd op fluorescentie, met behulp van speciale kleurstoffen om de cellen of structuren van belang te labelen.

STED-microscopie is zeer effectief, waardoor onderzoekers objecten kunnen detecteren die slechts tientallen nanometers van elkaar verwijderd zijn. Echter, het komt met zijn eigen uitdagingen:het belangrijkste is dat dat de speciale laser die wordt gebruikt om de achtergrond te verzachten is, niet intuïtief, zeer intens. Niet veel kleurstoffen zijn bestand tegen deze intensiteit zonder de fluorescentie zo snel te verliezen dat er maar een paar foto's kunnen worden gemaakt, wat veel te snel is voor de behoeften van onderzoekers.

Professor Shigehiro Yamaguchi en professor Tetsuya Higashiyama van het Institute of Transformative Bio-Molecules aan de Nagoya University in Japan hebben een kleurstof ontwikkeld, genaamd C-Naphox, Dat, dankzij een koolstofgebonden structuur, is zeer stabiel en dimt niet, zelfs niet onder de zware omstandigheden van STED-microscopie. Het is ook niet giftig, zodat het in levende cellen kan worden gebruikt.

De onderzoekers ontdekten dat de kleurstof na twee uur bestraling stabiel bleef. Bij het achter elkaar nemen van meerdere afbeeldingen - een belangrijk onderdeel van superresolutiemicroscopie omdat het onderzoekers in staat stelt om levende cellen te volgen die hun natuurlijke processen in de loop van de tijd ondergaan - ontdekte het team dat C-Naphox na vijf afbeeldingen stabiel bleef. Zelfs na het maken van 50 foto's, meer dan 80 procent van het C-Naphox-signaal bleef over. In vergelijking, een van de beste opties die in de handel verkrijgbaar zijn, een verbinding genaamd Alexa 488, bijna onzichtbaar gedimd na het maken van slechts vijf foto's. Eenmaal algemeen verkrijgbaar, C-Naphox moet langdurige opname van levende cellen mogelijk maken met behulp van STED-microscopie; een voorheen onbereikbare prestatie.