都柏林三一學院的研究人員與愛爾蘭皇家外科醫(yī)生學院 (RCSI) 合作，開發(fā)了特殊的熒光變色染料，首次僅使用一種單一染料即可同時可視化多個不同的生物環(huán)境染料。
當這些染料被封裝在輸送容器中時，就像那些用于COVID-19疫苗等技術的容器一樣，它們會“打開”并通過稱為“聚集誘導發(fā)射”(AIE) 的過程發(fā)光。進入細胞后不久，它們的光就會“關閉”，然后一旦細胞將染料運送到細胞脂滴中，它們的光就會再次“打開”。
先進的成像技術
由于來自細胞內部的光與來自輸送容器內相同染料的光具有不同的顏色，并且發(fā)生在不同的時間窗口內，因此研究人員可以使用一種稱為“熒光壽命成像”(FLIM)的技術來區(qū)分兩個環(huán)境之間實時切換。
該工作近期發(fā)表在國際領先期刊《Chem》上。第一作者 Adam Henwood 博士是三一生物醫(yī)學科學研究所 (TBSI) 化學學院的高級研究員，他與博士生 Connie Sigurvinsson 一起進行了這一設計。
Henwood 博士解釋說：“生物成像依賴于“開/關”染料，其中染料僅在一組條件下發(fā)光，否則會關閉。這非常有用，但它確實意味著您一次只能在顯微鏡下觀察一個地方。這項工作令人興奮的部分是，我們的染料達到了最佳點，賦予它們獨特的開/關/開特性，最重要的是，我們可以觀察和區(qū)分這些不同的“開”狀??態(tài)。
“所以，我們都比以前看得更多、看得更好。我們通過計時來自樣品的光到達顯微鏡所需的時間來做到這一點：來自輸送容器的光比來自細胞內的光花費的時間稍長。通過收集足夠的光信號，我們可以利用這些信息快速構建兩種不同染料環(huán)境的精確 3D 圖像。時間差異很小——無論哪種方式都只有十億分之一秒——但我們的方法足夠靈敏，可以捕獲它。”
這種獨特的品質意味著這些染料可以具有廣泛的應用，例如，具有徹底改變生物傳感和成像方法的潛力。
由于這些染料可以幫助科學家以如此高的對比度和特異性繪制活細胞內的復雜結構，因此它們可以幫助闡明細胞如何吸收和代謝藥物，或者允許科學家設計和進行一系列新實驗，以更好地了解藥物細胞復雜的內部運作及其最重要的生化機制。
在發(fā)表的期刊文章中，科學家們重點關注使用染料對細胞脂質(脂肪)滴進行成像，這是構成大多數復雜生物體(如我們人類)活細胞的重要“細胞器”的一個例子。
脂滴曾經被認為是簡單的“脂肪庫”，現在被認為在調節(jié)細胞代謝、協調細胞內脂質的攝取、分布、儲存和使用方面發(fā)揮著重要作用。由于人們越來越了解它們的重要性，并且它們的活性突然變化通常表明細胞應激，因此它們可以作為染料的有用測試案例場景。
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