Wissenschaftler entwickeln neuartige aggregationsinduzierte Emissions-Kohlenstoffpunkte für die Biobildgebung

Kohlenstoffpunkte (CDs) sind eine faszinierende Klasse von Nanomaterialien, die in den letzten Jahren große Aufmerksamkeit erregt haben. Diese kohlenstoffbasierten Materialien verfügen über hervorragende Fluoreszenzeigenschaften und sind daher für ein breites Anwendungsspektrum äußerst attraktiv.

Forscher am Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology (SIBET) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften haben kürzlich neuartige aggregationsinduzierte Emissions-Kohlenstoffpunkte (Y-CDs) für die zelluläre Bildgebung entwickelt.

Ergebnisse dieser Studie waren veröffentlicht In Materialien & Designmit dem Titel „Seltenerdmodifizierte gelbe Kohlenstoffpunkte für die Langzeitbildgebung in Zellen und Zebrafischen“.

Trotz ihrer hervorragenden Eigenschaften sind CDs häufig durch aggregationsinduzierte Löscheffekte eingeschränkt. Im festen oder aggregierten Zustand nimmt die Fluoreszenz von CDs deutlich ab oder verschwindet sogar, was die Entwicklung und Anwendung von CDs eingeschränkt hat.

In dieser Studie synthetisierten Dong Wenfei und sein SIBET-Team neuartige AIE-CDs, indem sie Seltenerdelemente (Yb und Er), sogenannte Y-CDs, einführten. Y-CDs zeigten hervorragende optische Eigenschaften, einschließlich anregungsunabhängiger Emission, pH-responsiver und temperaturempfindlicher Eigenschaften. „Es stellte sich heraus, dass sie nur geringe Anforderungen an die Inkubationszeit stellen und bei niedriger Inkubationskonzentration einen guten Bildeffekt erzielen konnten“, sagte Dong.

Y-CDs zeigten in HeLa-Zellen eine hervorragende Fähigkeit zur nuklearen Ausrichtung. Bei Zebrafischen und Zebrafischembryonen zeigten Y-CDs in bildgebenden Langzeitexperimenten Biokompatibilität und Sicherheit und ermöglichten eine selektive Visualisierung des Kristall- und Verdauungssystems des Zebrafisches.

Diese Studie beweist, dass Y-CDs effektiv in Zebrafische und Zebrafischembryonen eindringen können und auch eine Gewebeaffinität für Jungfische aufweisen, was laut Kou Xinyue, Erstautor der Studie, eine neuartige Materialauswahl für die Bildgebung von Zebrafischen darstellt.

Die synthetisierten Seltenerd-Y-CDs sind vielversprechend für eine Vielzahl von bildgebenden und biologischen Sensoranwendungen. Weitere Forschung und Entwicklung in diesem Bereich könnten zur Weiterentwicklung von Bioimaging-Techniken und zur Erforschung neuer Anwendungen in Biologie und Medizin führen.