Лигатированные красителем наночастицы позволяют определить концентрацию кислорода в тканях и клетках с высокой точностью.

Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2741; doi: 10.1002/anie.200805894

Кислород является важным участником процессов, протекающих в живых клетках, однако, как кислородное голодание ткани, так и его избыточное количество в клетке может приводить к развитию различных патологических процессов.

Таким образом, определение содержания кислорода в клетках и тканях является важной, хотя и не очень простой задачей для химиков-аналитиков. Группа исследователей под руководством Джейсона МакНейлла (Jason McNeill) из Клемсоновского Университета (США) разработала новую методику, в основе которой лежат модифицированные красителем наночастицы. Как сообщают разработчики, разработанная ими методика позволяет очень точно осуществлять количественное определение содержания кислорода.

Сенсоры для определения кислорода на основе наночастиц обычно построены следующим образом: флуоресцентный краситель инкапсулирован в полимерную частицу или частицу из силикагеля, защищающую краситель от веществ, находящихся в клетке.

Исследователи из США разработали новую архитектуру наночастиц: они использовали полимер, в котором реализовывалось π-сопряжение. Из этого полимера были получены наночастицы, лигатированные чувствительным к кислороду красителем – платинопорфириновым комплексом. При облучении полимер эффективно поглощает световую энергию и передает её на краситель. Такой подход позволил получить частицы, фосфоресцирующая способность которых в 5-10 раз превышает аналогичные параметры сенсоров кислорода на основе наночастиц. Излучение света новыми сенсорами в 1000 раз превышает излучение, характерное для ранее известных сенсоров.

Новые частицы обладают большой чувствительностью по отношению к кислороду. В растворе, насыщенном азотом, наблюдается интенсивное красное излучение. При введении в систему кислорода его взаимодействие с красителем понижает фосфоресценцию. Большие количества кислорода приводят к большему гашению фосфоресценции. Это обстоятельство позволило ученым определить зависимость интенсивности фосфоресценции от концентрации кислорода, причем качественное заключение на уровне «высокая-низкая» концентрация кислорода можно сделать без помощи приборов, невооруженным глазом.

Источники:

1. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2741; doi: 10.1002/anie.200805894

2. ChemPort