Un nuovo colorante potrebbe consentire ai ricercatori di visualizzare i processi naturali in componenti estremamente piccoli delle cellule viventi per un periodo di tempo prolungato; un'impresa prima irraggiungibile.

La microscopia ottica consente ai ricercatori di vedere e distinguere tra oggetti che distano circa 200 nanometri (nm) l'uno dall'altro. In confronto, un capello umano è circa 90, 000 nm di spessore. Sfortunatamente, la maggior parte degli oggetti di interesse in biologia, come gli organelli nelle cellule e nelle proteine, sono molto più piccoli di 200 nm.

I biologi hanno cercato modi per migliorare la risoluzione dei microscopi, pioniere nel campo della microscopia a super risoluzione. La microscopia a riduzione dell'emissione stimolata (STED) è uno di questi miglioramenti:una fonte di luce si concentra su un punto di interesse mentre la zona circostante è mantenuta al buio e attenuata, per così dire, utilizzando uno speciale laser per formare uno sfondo senza interferenze. Questa tecnica è basata sulla fluorescenza, utilizzando coloranti speciali per etichettare le cellule o le strutture di interesse.

La microscopia STED è molto efficace, consentendo ai ricercatori di rilevare oggetti distanti solo decine di nanometri. Però, arriva con una serie di sfide:soprattutto, che lo speciale laser utilizzato per attenuare lo sfondo è, controintuitivamente, molto intenso. Non molti coloranti possono resistere a questa intensità senza perdere la fluorescenza così rapidamente da poter scattare solo poche immagini, che è troppo veloce per le esigenze dei ricercatori.

Il professor Shigehiro Yamaguchi e il professor Tetsuya Higashiyama dell'Istituto di biomolecole trasformative dell'Università di Nagoya in Giappone hanno sviluppato un colorante, chiamato C-Naphox, Quello, grazie ad una struttura legata al carbonio, è molto stabile e non si attenua nemmeno nelle dure condizioni della microscopia STED. Inoltre è atossico, quindi può essere utilizzato in cellule vive.

I ricercatori hanno scoperto che il colorante è rimasto stabile dopo due ore di irradiazione. Quando si scattano più immagini in successione, una parte fondamentale della microscopia a super risoluzione in quanto consente ai ricercatori di seguire le cellule vive che subiscono i loro processi naturali nel tempo, il team ha scoperto che C-Naphox è rimasto stabile dopo cinque immagini. Anche dopo aver scattato 50 immagini, più dell'80% del segnale C-Naphox è rimasto. In confronto, una delle migliori opzioni disponibili in commercio, un composto chiamato Alexa 488, oscurato quasi all'invisibilità dopo aver scattato solo cinque immagini. Una volta ampiamente disponibile, C-Naphox dovrebbe consentire la registrazione prolungata di cellule vive utilizzando la microscopia STED; un'impresa prima irraggiungibile.