Автор AZoNano ноябрь 19 2020

На качество жизни людей во всем мире значительное влияние оказала успешная разработка лекарств.

Возможность отслеживать, как молекулы перемещаются в клетки-мишени, и визуализировать их действия, когда они оказываются внутри, необходима для определения лучших кандидатов.

Следовательно, методы анализа составляют важную часть процесса открытия лекарств. Работая вместе с RIKEN, ученые из Университета Осаки сообщили о процедуре, основанной на рамановской микроскопии, для наблюдения за низкомолекулярными лекарствами с использованием наночастиц золота. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Nano .

Обычно небольшие молекулы лекарств отслеживаются путем связывания их с флуоресцентными зондами, которые становятся видимыми при облучении светом. Затем можно использовать микроскопию для наблюдения таких молекул внутри клеток в режиме реального времени.

Но флуоресцентные молекулы могут быть тяжелыми и могут влиять на поведение маленьких молекул. Более того, некоторые флуоресцентные молекулы имеют тенденцию терять свою флуоресценцию при чрезмерном освещении, что затрудняет их просмотр во время длительных исследований.

Метка гораздо меньшего размера, называемая алкином, состоящая из тройных углерод-углеродных связей, является альтернативой флуоресцентным меткам.

Специфическое расположение атомов в алкинах не встречается в клетках в природе; таким образом, они предлагают очень специфический маркер. Более того, их небольшой размер означает, что алкины в наименьшей степени влияют на поведение малых молекул.

Вместо того, чтобы излучать флуоресценцию в присутствии лазерного света, алкины производят так называемый рамановский сигнал, который можно четко определить среди сигналов клеточного материала.

Но чрезвычайно трудно идентифицировать комбинационный сигнал алкиновых групп, когда их немного, из-за низкой эффективности комбинационного рассеяния. Следовательно, команда интегрировала алкиновую метку с наночастицами золота.

Микроскопия поверхностно-усиленного комбинационного рассеяния света (SERS) может возбуждать наночастицы золота, создавая улучшенные электрические поля, которые усиливают рамановский сигнал алкиновых групп, что упрощает их обнаружение.

Наш подход представляет собой комбинацию методов, которые использовались для отслеживания малых молекул в живых клетках. Золотые наночастицы являются особенно полезными посредниками для сообщения о присутствии алкиновых групп, потому что они усиливают алкинный сигнал, а также обеспечивают поверхность, с которой алкины любят взаимодействовать. Таким образом, два компонента естественным образом объединяются, чтобы генерировать усиленный сигнал .

Кота Койке, ведущий автор исследования, Университет Осаки

Наночастицы золота легко абсорбируются различными типами клеток, что делает этот метод широко применимым. Наночастицы получают доступ к лизосомным компартментам, присутствующим в клетке, и улучшают сигнал меченных алкинами молекул, которые позже достигают лизосом и взаимодействуют с ними.

Наша методика SERS имеет потенциал для использования с множеством различных типов клеток, а также с практически неограниченным числом кандидатов в лекарственные препараты. Это особенно интересно для открытия лекарств, где любые средства лучшего понимания динамики лекарств в реальном времени чрезвычайно важны для разработки .

Кацумаса Фудзита, автор исследования, Университет Осаки

Ссылка на журнал:

Koike, K., и др. . (2020) Количественная динамика лекарств, визуализированная с помощью меченной алкинами плазмонно-усиленной рамановской микроскопии. САУ Нано . doi.org/10.1021/acsnano.0c05010.

Источник: https://www.osaka-u.ac.jp/en[19459008