Una plataforma fotostable de rodamina de silicio para la detección de tensión óptica

Área de la Ciencia:

• La neurociencia
• La biofísica
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• La detección de voltaje óptico es crucial para comprender la función neuronal.
• Los sensores de voltaje existentes a menudo carecen de fotostabilidad o propiedades espectrales óptimas para aplicaciones avanzadas.
• Las sondas de infrarrojo lejano a infrarrojo cercano (NIR) son deseables para una fototoxicidad reducida y una penetración en los tejidos más profunda.

Objetivo del estudio:

• Para diseñar y sintetizar una sonda fluorescente fotostable, de color rojo lejano a NIR sensible a la tensión.
• Desarrollar una nueva clase de sensores de tensión que utilicen un mecanismo de transferencia de electrones fotoinducido (PeT).
• Para demostrar la utilidad de la nueva sonda en células vivas y neuronas para la electrofisiología óptica.

Principales métodos:

• Síntesis de un nuevo fluoróforo de rodamina de silicio sulfonado integrado con un cable molecular de fenilenovinileno.
• Desarrollo del sensor rojo de potencial transmembrana de Berkeley (BeRST 1).
• Caracterización de la fluorescencia, la fotostabilidad y la sensibilidad al voltaje de BeRST 1 en células vivas y neuronas primarias.

Principales resultados:

• BeRST 1 exhibe fluorescencia brillante localizada en la membrana en las células vivas.
• La sonda demuestra una alta estabilidad fotográfica y una excelente sensibilidad a la tensión (24% ΔF/F por despolarización de 100 mV).
• BeRST 1 es compatible con otras técnicas de imagen celular y herramientas optogenéticas.

Conclusiones:

• BeRST 1 representa un avance significativo en la tecnología de detección de tensión óptica.
• Sus propiedades espectrales únicas y características de rendimiento permiten la disección óptica no invasiva de la actividad neuronal.
• Esta plataforma facilita la electrofisiología óptica, particularmente en conjunto con los actuadores optogenéticos que requieren diferentes espectros de luz.