Wetenschap
Wetenschappers ontwikkelen nieuwe door aggregatie geïnduceerde emissie-koolstofstippen voor bio-imaging
Koolstofstippen (CD's) vormen een intrigerende klasse van nanomaterialen die de afgelopen jaren veel aandacht hebben getrokken. Deze op koolstof gebaseerde materialen beschikken over uitstekende fluorescentie-eigenschappen, waardoor ze zeer aantrekkelijk zijn voor een breed scala aan toepassingen.
Onderzoekers van het Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology (SIBET) van de Chinese Academie van Wetenschappen hebben onlangs nieuwe aggregatie-geïnduceerde emissie (AIE) koolstofstippen (Y-CD's) ontwikkeld voor cellulaire beeldvorming.
De resultaten van dit onderzoek zijn gepubliceerd in Materials &Design , getiteld "Zeldzame aarde-gemodificeerde gele koolstofstippen voor langetermijnbeeldvorming in cellen en zebravissen."
Ondanks hun uitstekende eigenschappen worden cd's vaak beperkt door aggregatie-geïnduceerde uitdovingseffecten. In vaste of geaggregeerde toestand neemt de fluorescentie van cd's aanzienlijk af of verdwijnt zelfs, wat de ontwikkeling en toepassing van cd's heeft beperkt.
In deze studie synthetiseerden Dong Wenfei en zijn team van SIBET nieuwe AIE-cd's door zeldzame aardelementen (Yb en Er) te introduceren, genaamd Y-CD's. Y-CD's vertoonden uitstekende optische eigenschappen, waaronder excitatie-onafhankelijke emissie, pH-responsieve en temperatuurgevoelige eigenschappen. "Ze bleken weinig eisen te stellen aan de incubatietijd en konden een goed beeldeffect bereiken als de incubatieconcentratie laag was", aldus Dong.
Y-CD's vertoonden een uitstekend nucleair targetingvermogen in HeLa-cellen. In zebravissen en zebravisembryo's vertoonden Y-CD's biocompatibiliteit en veiligheid in langdurige beeldvormingsexperimenten, en maakten ze selectieve visualisatie van de kristallijne en spijsverteringssystemen van de zebravis mogelijk.
Deze studie bewijst dat Y-CD's effectief zebravissen en zebravisembryo's kunnen binnendringen en ook weefselaffiniteit hebben voor jonge exemplaren, wat een nieuwe materiaalkeuze oplevert voor beeldvorming van zebravissen, aldus Kou Xinyue, eerste auteur van de studie.
De gesynthetiseerde Y-CD's van zeldzame aardmetalen zijn veelbelovend voor een verscheidenheid aan beeldvormings- en biologische detectietoepassingen. Verder onderzoek en ontwikkeling op dit gebied zou kunnen leiden tot de vooruitgang van bio-imagingtechnieken en de verkenning van nieuwe toepassingen in de biologie en geneeskunde.