Negli ultimi anni, c'è stata una rapida evoluzione delle tecniche avanzate di imaging a fluorescenza come la microscopia di localizzazione a molecola singola (SMLM) che consente una risoluzione senza precedenti oltre il limite di diffrazione di Abbe del microscopio ottico.

Però, l'insufficiente luminosità dei fluorofori ha posto un importante collo di bottiglia per l'ulteriore avanzamento di questo campo e ha causato vincoli significativi agli studi sulla dinamica cellulare in vivo.

A causa delle applicazioni diffuse delle rodamine in molti studi di imaging a super risoluzione, sono stati compiuti sforzi significativi per migliorare ulteriormente le loro prestazioni.

I ricercatori della Dalian University of Technology (DUT) e della Singapore University of Technology and Design (SUTD) hanno sviluppato una nuova strategia per i chimici per ottenere una fluorescenza più brillante e una risoluzione più chiara con l'uso di una nuova classe di rodammine. I chimici e gli scienziati possono ora beneficiare direttamente di una tavolozza di colori più ampia che possono utilizzare durante l'imaging biologico. Questo li aiuterà a distinguere le strutture cellulari complesse per un'analisi più precisa prima non possibile. Il loro documento di ricerca è stato pubblicato nel Giornale della Società Chimica Americana .

I ricercatori hanno dimostrato con successo che questa strategia era compatibile con altre famiglie di fluorofori, con conseguente aumento sostanziale della luminosità della fluorescenza e del "budget fotonico". L'aumento del budget di fotoni è fondamentale per migliorare la risoluzione e la chiarezza dei microscopi a super risoluzione.

La chiave di questa strategia è stata la combinazione della comprensione meccanicistica del processo fotofisico in questi fluorofori (vale a dire, trasferimento di carica intramolecolare attorcigliato), e la strategia di progettazione molecolare a coda per inibire questo processo dannoso tramite un effetto induttivo elettronico.

"Con la stretta integrazione di studi computazionali e sperimentali per comprendere le relazioni struttura-proprietà dei fluorofori, la chimica dei coloranti si sta attualmente trasformando da prove ed errori a ingegneria molecolare basata sulla progettazione. Prevediamo che presto verranno creati più coloranti ad alte prestazioni e quindi di grande aiuto allo sviluppo della microscopia a super risoluzione, ", ha affermato l'assistente professore Liu Xiaogang del SUTD.

"Oltre alla luminosità, altre caratteristiche come la fotostabilità e le proprietà di fotoattivazione devono essere ottimizzate per soddisfare i severi requisiti di SMLM. Non vediamo l'ora di lavorare a stretto contatto con i chimici computazionali per far progredire ulteriormente la progettazione razionale dei coloranti per l'imaging a super risoluzione, " ha aggiunto il professor Xiao Yi del DUT.