Un team del Dipartimento di Chimica ha stabilito un approccio per la creazione di un materiale di struttura metallo-organico che fornisce nuove prospettive per la sensibilizzazione degli ioni lantanidi luminescenti nel vicino infrarosso, comprese possibilità senza precedenti di imaging più profondo nei tessuti per studi più completi dei sistemi biologici con la luce.

Il professor Nathaniel Rosi e il suo team hanno lavorato con il professor Stephane Petoud, Direttore di ricerca INSERM per il Centro di biofisica molecolare in Francia e professore a contratto presso il Dipartimento di chimica sulla carta, "Preparazione nave in bottiglia di antenne molecolari a lunghezza d'onda lunga in strutture metallo-organiche lantanidi per l'imaging biologico".

La ricerca descrive in dettaglio il processo in cui piccoli precursori molecolari vengono caricati nelle cavità tridimensionali rigide all'interno di strutture metallo-organiche di lantanidi, dove si combinano per formare una fitta serie di sistemi molecolari estesi che funzionano come "antenne" che sensibilizzano i cationi lantanidi con luce di eccitazione a lunghezze d'onda lunghe. Quelle lunghe lunghezze d'onda attivano le proprietà di emissione del vicino infrarosso del lantanide, che possono aiutare a creare immagini di aree situate più profondamente all'interno dei sistemi biologici.

Rosi ha anche notato che la luminescenza dei lantanidi dura più a lungo della radiazione di fondo nelle immagini biologiche standard, quindi i ricercatori avranno un vantaggio temporale nello studio dei campioni di lantanidi.

"Abbiamo ottenuto un sistema sufficientemente luminoso, che possiamo vedere usando l'imaging biologico nel vicino infrarosso. Possiamo anche eccitarlo a lunghe lunghezze d'onda, fino a 600 nanometri che è molto desiderato per non disturbare i sistemi biologici", ha detto Rosi.

Il documento pubblicato ad aprile su Giornale della Società Chimica Americana .

Rosi ha affermato che questo nuovo agente di imaging ottico aiuterà anche i ricercatori a rilevare un numero maggiore di bersagli biologici da un singolo esperimento rispetto a quanto è possibile con i metodi attuali.

"Le attuali limitazioni nell'imaging consentono di rilevare solo 4 forse 5 molecole al massimo in un singolo esperimento di imaging. E se volessimo rilevarne cinque o sei, o 10? Ci sono 14 elementi lantanidi nella tavola periodica. La maggior parte di loro hanno molto distinti, affilato, segnali luminescenti. Possiamo potenzialmente realizzare fino a 10 sonde di imaging ottico con diversi lantanidi ed essere in grado di rilevarli tutti perché non hanno segnali sovrapposti".