(PhysOrg.com) -- I raggi X non sono l'unico modo:la luce visibile e soprattutto infrarossa può essere utilizzata anche per l'immagine dei tessuti umani. L'efficacia dei processi di imaging ottico può essere notevolmente migliorata con coloranti adatti utilizzati come agenti di contrasto. Nel diario Angewandte Chemie , un team guidato da Wenbin Lin presso l'Università della Carolina del Nord ha ora introdotto un nuovo agente di contrasto che marca le cellule tumorali in vitro. Il colorante è un complesso di rutenio fosforescente incorporato in nanoparticelle di un polimero di coordinazione metallo-organico, che consente un livello straordinariamente elevato di caricamento del colorante.
I coloranti fluorescenti si accumulano in quantità variabili in diversi tipi di tessuto. Tali agenti di contrasto consentono di utilizzare l'imaging ottico per differenziare tra tessuto sano e tumorale. Però, questo metodo è limitato dal fatto che sono necessarie concentrazioni molto elevate di colorante per produrre una fluorescenza sufficientemente forte. Le molecole di colorante organico confezionate ad alte concentrazioni in nanocapsule tendono a spegnere la fluorescenza l'una dell'altra. Materiali che emettono più forte fluorescenza, come punti quantici, spesso non sono biocompatibili.
Questo team ha ora sviluppato un'alternativa:complessi metallici collegati per formare polimeri di coordinazione simili a reticoli. I polimeri di coordinazione sono strutture metallo-organiche costituite da ioni metallici, che fungono da punti di collegamento, collegati da ponti costituiti da molecole organiche o complessi di coordinazione. Gli scienziati hanno realizzato tali polimeri con ponti costituiti da un complesso emettitore di luce del metallo rutenio. Gli ioni di zirconio si sono rivelati punti di collegamento adatti. Queste minuscole strutture formano nanoparticelle sferiche.
I complessi di rutenio non sono fluorescenti, ma piuttosto fosforescente, il che significa che emettono luce per un periodo di tempo proporzionale dopo l'irradiazione con la luce. Poiché non sono collocati all'interno di un contenitore di nano-trasporto, ma sono un componente della nanoparticella, è possibile raggiungere un livello molto elevato di caricamento del colorante, in questo caso oltre il 50 %. In tali complessi non si verifica l'estinzione della fosforescenza ad alte concentrazioni.
Per evitare che le particelle incandescenti si dissolvano rapidamente e per aumentare la biocompatibilità, erano rivestiti con strati sottili di biossido di silicio e uno strato di glicole polietilenico. Quest'ultimo funge da punto di ancoraggio per l'anisamide, una molecola che si lega specificamente a recettori che sono molto più comuni sulla superficie di molti tipi di cellule tumorali rispetto alle cellule sane.
In una coltura cellulare, è stato possibile marcare selettivamente una linea di cellule cancerose con le nanoparticelle fosforescenti. I ricercatori sperano che sarà possibile sviluppare agenti di contrasto per l'uso dell'imaging ottico per il rilevamento dei tumori sulla base di questi nuovi nanomateriali metallo-organici.
