Transferencia de protones intramolecular de estado excitado asistida por cola (ESIPT) Fluoróforos: una plataforma ratiométrica universal para imágenes y detección biomoleculares sensibles a la hidratación

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Biología molecular
• La biofotónica

Sus antecedentes:

• Los fluoróforos tradicionales de transferencia intramolecular de protones en estado excitado (ESIPT) se enfrentan a limitaciones en la biocompatibilidad y el rendimiento en entornos polares.
• Los sistemas ESIPT basados en enol-ceto presentan una eficiencia reducida y una baja estabilidad en entornos biológicos.

Objetivo del estudio:

• Introducir una nueva estrategia de ESIPT asistida por cola (ta-ESIPT) para mejorar la bioimagen ratiométrica.
• Desarrollar fluoróforos biocompatibles con mayor estabilidad ambiental y respuestas relacionadas con la hidratación.
• Para permitir la visualización precisa y el monitoreo en tiempo real de las interacciones biomoleculares en células vivas.

Principales métodos:

• Desarrollo de fluoróforos ta-ESIPT utilizando donantes de amida y aceptores de amino nitrógeno.
• Se aplicó el mecanismo ta-ESIPT a los fluoróforos de transferencia de carga biocompatibles como la naftalina, la cumarina, el NBD y el acedano.
• Fluoroforos conjugados de ta-ESIPT con ligandos de proteínas para la obtención de imágenes específicas de las etiquetas SNAP, hCA, avidina y HaloTag.

Principales resultados:

• Se ha demostrado una amplia estabilidad ambiental y una respuesta dependiente de la hidratación para los fluoróforos ta-ESIPT.
• Se ha conseguido una emisión con desplazamiento al rojo en microambientes no acuosos, lo que permite obtener imágenes precisas.
• Se demostró una correlación directa entre las señales de fluorescencia y las afinidades de unión para el monitoreo en tiempo real de las interacciones proteicas.

Conclusiones:

• La estrategia ta-ESIPT ofrece una plataforma sólida para la bioimagen ratiométrica con una biocompatibilidad mejorada.
• Este método permite una visualización precisa de las interacciones biomoleculares y la evaluación de los inhibidores en entornos celulares complejos.
• Los fluoróforos ta-ESIPT proporcionan un reconocimiento dinámico y preciso de las proteínas, minimizando la interferencia no específica.