Negli ospedali, i medici spesso consigliano ai pazienti di assumere integratori di calcio. Ma il calcio entra nelle cellule che ne hanno bisogno? Fino a poco tempo fa, è stato difficile da dire.

Ma ora, Il gruppo di ricerca del prof. Dong Wenfei dell'Istituto di ingegneria e tecnologia biomedica di Suzhou (SIBET) ha sviluppato un nuovo tipo di puntino di carbonio fluorescente in grado di rilevare efficacemente i livelli di calcio nelle cellule.

Il calcio è essenziale per la vita. Gli ioni di calcio regolano una varietà di importanti funzioni cellulari come la differenziazione, proliferazione, crescita e trascrizione genica.

Inoltre, studi hanno riportato che lo stato del calcio nelle cellule tumorali è associato alla tumorigenesi, metastasi e angiogenesi. Altri studi hanno anche dimostrato che cambiamenti anormali nel Ca . intracellulare ²⁺ concentrazione sono associati con l'insorgenza e lo sviluppo della malattia di Parkinson, Malattia di Huntington e malattia di Alzheimer. Così, la rilevazione dei livelli di calcio intracellulare è molto importante.

I metodi convenzionali per il rilevamento degli ioni calcio come la spettroscopia ad assorbimento atomico (AAS) e la risonanza magnetica nucleare (NMR) richiedono attrezzature costose e una noiosa preparazione del campione, limitando le loro applicazioni nel rilevamento intracellulare. Perciò, sviluppo a prezzi accessibili, efficiente, tecniche sensibili e semplici per rilevare Ca ²⁺ ioni nelle cellule è una priorità. Fortunatamente, il rilevamento della fluorescenza soddisfa questi requisiti.

Come una nuova sonda fluorescente, i punti di carbonio (CD) sono stati ampiamente utilizzati nel rilevamento di ioni e piccole molecole grazie alle loro straordinarie prestazioni, che include la solubilità in acqua, ottima stabilità, atossicità, fluorescenza regolabile e alta resa quantica.

In questo studio, i ricercatori hanno utilizzato un approccio innovativo per preparare CD funzionali. Per prima cosa hanno sintetizzato i CD dall'acido citrico e dall'etilendiammina usando un metodo idrotermale. Quindi hanno modificato la superficie dei CD con EGTA riscaldando la soluzione.

Questo è un metodo di preparazione chimica semplice e conveniente, rispetto alla tradizionale procedura di reticolazione, perché tutte le reazioni si svolgono nella stessa autoclave. I CD modificati da EGTA sono il prodotto finale; non è richiesta alcuna purificazione e separazione secondaria.

Questo lavoro intitolato "Two-Step Hydrothermal Preparation of Carbon Dots for Calcium Ion Detection" è stato pubblicato in Materiali applicati e interfaccia ACS.

I CD mostrano una fluorescenza blu brillante. All'aumentare della concentrazione di calcio, l'intensità della fluorescenza diminuisce bruscamente.

Gli esperimenti cellulari mostrano che i CD non sono tossici e hanno una buona biocompatibilità, suggerendo che potrebbero essere una sonda utile per Ca . intracellulare ²⁺ rilevamento.

Nel futuro, i ricercatori si aspettano di sviluppare punti di carbonio fluorescenti nella banda del vicino infrarosso con una forte penetrazione. La distribuzione degli ioni calcio negli organi interni potrebbe quindi essere rilevata in modo non distruttivo.