I peptidi coniugati alla dopamina vengono pre-ridotti ad idrochinone e quindi autoassemblati a QD. A pH basso, l'idrochinone è predominante e, in quanto scarso accettore di elettroni, ciò si traduce in un quenching di fotoluminescenza (PL) a basso QD. All'aumentare del pH, l'O2 ambientale nel tampone ossida la dopamina producendo una specie di perossido di idrogeno. L'aumento della concentrazione di chinone fornisce accettori di elettroni favorevoli in prossimità del QD. Ciò produce efficienze di spegnimento più elevate con una grandezza direttamente proporzionale alla quantità di chinone e quindi al pH. Credito:Laboratorio di ricerca navale/Istituto di ricerca Scripps
Scienziati del Naval Research Laboratory (NRL) in collaborazione con lo Scripps Research Institute di La Jolla, Circa., ha recentemente riportato uno studio dettagliato delle interazioni dei punti quantici (QD) semiconduttori solubili in acqua con il neurotrasmettitore elettroattivo dopamina.
Questi nanoassemblaggi QD-dopamina biocompatibili possono essere utilizzati come componente attivo per i sensori utilizzati per rilevare un'ampia varietà di analiti target che vanno dagli zuccheri ai perossidi.
Secondo il dottor Michael Stewart della NRL, un membro del gruppo di ricerca "La natura dell'interazione QD-dopamina è stata oggetto di più di 25 documenti di ricerca recenti che hanno tentato di scoprire e sfruttare l'esatta natura di come i QD interagiscono con queste piccole sostanze chimiche elettroattive durante il rilevamento processo. Fino ad ora, è rimasto poco chiaro se la dopamina ha agito come accettore di elettroni o come donatore di elettroni per estinguere la luminescenza dal QD."
Micrografie fluorescenti raccolte da cellule COS-1 co-iniettate con coniugati QD-dopamina che emettono 550 nm e nanosfere standard interne FLX rosse in tampone a pH 6,5. Il mezzo di crescita è stato portato a pH 11,5 integrato con il farmaco Nistatina e le micrografie sono state catturate agli intervalli di tempo indicati da entrambi i canali di emissione QD e FLX. Le immagini unite sono mostrate nella riga inferiore e i valori di pH estratti ad ogni intervallo di tempo sono mostrati di seguito. Credito:Laboratorio di ricerca navale/Istituto di ricerca Scripps
"Lo stato chimico della dopamina cambia da un idrochinone protonato in mezzi acidi a un chinone ossidato in ambienti basici. Una serie di esperimenti accuratamente progettati ha permesso al team di ricerca di stabilire che solo la forma del chinone è in grado di agire come accettore di elettroni con conseguente spegnimento dell'emissione QD. La velocità di formazione del chinone e quindi di spegnimento QD è direttamente proporzionale al pH e può quindi essere utilizzata per rilevare le variazioni del pH delle soluzioni. Utilizzando questo sensore su nanoscala, il team di ricerca è stato in grado di dimostrare il rilevamento del pH in soluzione e persino di visualizzare i cambiamenti all'interno delle cellule mentre le colture cellulari sono state sottoposte ad alcalosi indotta da farmaci, " ha spiegato il dottor Scott Trammell.
