Наночастицы золота помогают отслеживать молекулы лекарств в клетках
Исследователи из Университета Осаки совместно с RIKEN разработали метод визуализации малых молекул лекарств в клетках с использованием наночастиц золота и микроскопии на основе комбинационного рассеяния света (рамановской микроскопии). Результаты опубликованы в ACS Nano.
Проблема флуоресцентных меток
Традиционно для отслеживания малых молекул лекарств к ним присоединяют флуоресцентные зонды. Однако эти зонды:
- Громоздки и могут влиять на поведение целевой молекулы.
- Могут терять свечение (фотобледнеть) при длительном облучении.
Альтернатива: алкиновые метки
В качестве альтернативы используется небольшая метка — алкин (связь C≡C). Её преимущества:
- Не встречается в естественных условиях в клетках, что обеспечивает высокую специфичность.
- Имеет минимальный размер, почти не влияя на поведение молекулы.
- Под лазерным излучением даёт не флуоресценцию, а рамановский сигнал, который можно чётко идентифицировать.
Усиление сигнала наночастицами золота
Основная сложность — низкая интенсивность рамановского рассеяния от небольшого числа алкиновых групп. Для её решения исследователи применили поверхностно-усиленное рамановское рассеяние (SERS).
- Наночастицы золота, поглощаемые клетками, создают усиленные электромагнитные поля.
- Эти поля многократно усиливают рамановский сигнал от алкиновых групп, делая их легко обнаружимыми.
- Частицы золота также служат поверхностью, с которой естественно взаимодействуют алкины.
Механизм работы в клетке
- Наночастицы золота легко поглощаются различными типами клеток.
- В клетке они попадают в лизосомы.
- Алкин-меченые молекулы, поступающие в лизосомы, взаимодействуют с частицами золота.
- Это взаимодействие генерирует усиленный SERS-сигнал, позволяя наблюдать за молекулами в реальном времени.
Значение для разработки лекарств
Метод сочетает несколько преимуществ:
- Широкая применимость к разным типам клеток.
- Универсальность для визуализации множества кандидатов в лекарства.
- Возможность лучше понять динамику лекарств в реальном времени, что крайне ценно для фармакологических исследований.