Desarrollo de una serie de herramientas químicas fluorescentes prácticas para medir los valores de pH en muestras...

Área de la Ciencia:

• Biología Química
• Imágenes biomédicas
• Espectroscopia de fluorescencia

Sus antecedentes:

• La regulación precisa del pH es crucial en los sistemas biológicos, influyendo en procesos como la degradación de proteínas, el tráfico intracelular, la insuficiencia renal y el cáncer.
• Las sondas de fluorescencia ratiométricas existentes para la obtención de imágenes de pH tienen limitaciones que incluyen valores de pKa inadecuados, poca resistencia al foto blanqueamiento y longitudes de onda de excitación / emisión subóptimas para las condiciones fisiológicas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un andamio versátil para sondas de pH de fluorescencia ratiométrica basadas en rodamina asimétrica.
• Crear nuevas sondas de pH con características mejoradas para aplicaciones biológicas.
• Demostrar la utilidad de estas sondas para obtener imágenes del pH intra y extracelular en sistemas biológicos.

Principales métodos:

• Diseño y síntesis de un nuevo andamio asimétrico de rodamina para sondas de pH.
• Desarrollo de dos sondas específicas: SiRpH5 para los compartimentos intracelulares ácidos y MepEPPR, una sonda de infrarrojo cercano (NIR) para el pH extracelular.
• Aplicación de las sondas utilizando biomoléculas etiquetadas (transferrina y dextrina) para la obtención de imágenes en lapso de tiempo del tráfico de proteínas y la obtención de imágenes in situ de túbulos renales y tumores.

Principales resultados:

• SiRpH5 demostró una pKa y una solubilidad en agua adecuadas para obtener imágenes de compartimentos intracelulares ácidos, lo que permitió obtener imágenes de lapso de tiempo por primera vez del pH durante el tráfico de proteínas.
• Me-pEPPR, una sonda NIR, logró obtener imágenes del pH extracelular in situ en túbulos renales y tumores.
• Las sondas desarrolladas superan las limitaciones de las herramientas de imágenes de pH existentes.

Conclusiones:

• El andamio de rodamina asimétrico proporciona una plataforma versátil para crear sondas de pH de fluorescencia ratiométrica avanzadas.
• Estas nuevas herramientas químicas son valiosas para estudiar el impacto del pH intra y extracelular en los procesos biológicos.
• Las sondas facilitan la obtención de imágenes in vivo y ofrecen nuevas posibilidades para comprender las enfermedades y los eventos biológicos relacionados con el pH.