Barwniki do mikroskopii wysokiej rozdzielczości

Daniel T. Gryko z Instytutu Chemii Organicznej PAN w Warszawie pracuje nad zwiększeniem trwałości barwników
mat.pras

Dzisiejsza nauka w zaawansowany sposób bada komórki i ich elementy, takie jak organelle czy białka.

Aby było to możliwe, wykorzystuje się metodę mikroskopii fluorescencyjnej STED (ang. stimulated emission depletion), która wymaga stosowania odpowiednich barwników fluorescencyjnych. Nad zwiększeniem ich trwałości pracuje prof. Daniel T. Gryko z Instytutu Chemii Organicznej PAN w Warszawie.

Barwniki organiczne są wszędzie wokół nas, wykorzystujemy je chociażby do barwienia ubrań, papieru czy tworzyw sztucznych. W wielu przypadkach ich trwałość jest dosyć ograniczona, rozpadają się pod wpływem różnych czynników, także światła.

– W mikroskopii fluorescencyjnej wykorzystywane jest silne źródło światła w postaci lasera, aby rozdzielczość obrazu była jak największa. Dotychczas stosowane barwniki (fluorofory) charakteryzują się małą trwałością w kontakcie z nim. Dochodzi do indukowanego światłem rozpadu cząsteczek barwników, co oznacza, że sygnał fluorescencji po jakimś czasie spada i przeprowadzanie przez biologów molekularnych kilkugodzinnych badań staje się bardzo trudne – wyjaśnia prof. Gryko.

Nowa generacja barwników fluorescencyjnych, nad którymi pracuje uczony, ma szanse być stukrotnie trwalsza od obecnie stosowanych. Zwiększenie ich trwałości to pierwszy cel, jaki chce osiągnąć naukowiec, który jest laureatem bardzo prestiżowej nagrody naukowej Fundacji na rzecz Nauki Polskiej w 2017.

Drugi to stworzenie barwnika, który ma podwójną fluorescencje, czyli cząsteczki emitującej dwa różne fotony – dzięki temu można będzie zmniejszyć siłę promieniowania laserowego tak mocno, jak daleko oddalone są od siebie pasma fluorescencyjne. Opracowanie związków, które mają dwa pasma, a przy tym są biokompatybilne, nie jest łatwe – nie ukrywa prof. Gryko.

Oba cele realizowane są równolegle w ramach trzyletniego projektu. W ramach drugiego podejścia, czyli podwójnej fluorescencji, otrzymane już zostały związki spełniające oczekiwany warunek, natomiast ciągle charakteryzują się jeszcze zbyt słabą rozpuszczalnością w wodzie, aby mogły być wykorzystane w badaniach biologicznych. – Chcemy zachować pożądaną cechę i sprawić, by stały się choć trochę polarne – opisuje problem prof. Gryko.

Pełna nazwa realizowanego projektu to „Nowa generacja znaczników fluorescencyjnych do zastosowań w mikroskopii STED”. Uzyskał on finansowanie w trzecim konkursie programu TEAM realizowanym przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej z programu operacyjnego „Inteligentny rozwój”.

Nowe barwniki znajdą zastosowanie głównie w biologii molekularnej, a w przyszłości także w diagnostyce medycznej. Z założenia są to bardzo drogie związki wykorzystywane do zaawansowanych badań biologicznych, gdzie jedna jednostka zawierająca 10 mg może kosztować nawet 500 euro. Ciągle mało wiadomo o tym, jak działa komórka, i intensywnie się ją bada. W tym kontekście ponoszenie wysokich kosztów na organiczne barwniki fluorescencyjne jest akceptowalne, jeśli tylko można zdobyć nową informację. Dzięki pracy prof. Gryko, który odkrył już dziesięć nowych typów fluoroforów, badania nad funkcjonowaniem komórek mogą w przyszłości doprowadzić do ważnych odkryć i wyznaczyć nowe horyzonty.

Jakub Maksymowicz

Mogą Ci się również spodobać

Cyberprzestępcy w wakacje nie próżnują

Liczba ataków rośnie 
w tempie dwucyfrowym. Szczególnie łatwo można stać się ofiarą hakerów latem. ...

Rosjanie ożywili Monę Lisę

Rosyjscy badacze pracujący dla Samsunga opracowali udoskonalony system nakładania punktów orientacyjnych na twarze ze ...

Marek Tatała z FOR: Ekonomia współdzielenia to nie przejściowa moda

Technologie cyfrowe będą wchodzić do coraz większej liczby obszarów naszego życia. Trzeba to zaakceptować ...

Dotkliwa porażka Internetu. Przegrywa… z gazetkami supermarketów

Choć sklepy inwestują masę pieniędzy w nowoczesne formy dotarcia do klienta, to większość z ...

Tik Tok, czyli jak dotrzeć do nastolatków

Z Tik Toka na całym świecie korzysta ponad 1,5 mld klientów. W Polsce konta ...

Rosyjscy hakerzy zaatakowali bułgarski urząd podatkowy. To zemsta

  W Bułgarii miał miejsce największy wyciek danych osobowych w historii tego kraju. Dane, ...