Химики в миллион раз повысили эффективность красителей для биомедицины

Ученые Санкт-Петербургского университета с помощью наночастиц золота повысили эффективность цианиновых красителей, которые находят применение в медицине, в частности, могут использоваться при диагностике онкологических заболеваний. Результаты исследования опубликованы в журнале Dyes and Pigments.

Цианиновые красители — это класс синтетических органических красителей, которые обладают высокой стойкостью и интенсивностью цвета. Они получаются путем химического синтеза и широко используются в различных областях, включая текстильную, пищевую, косметическую и печатную промышленность. В биомедицине и биохимии такие красители используются в целях визуализации и диагностики. Проникая сквозь плазматическую мембрану, они подсвечивают нужные клетки или, будучи связанными с определенными антителами, позволяют идентифицировать их.

«В ходе нашей работы удалось повысить эффективность цианиновых красителей с помощью метода гигантского комбинационного рассеяния, который позволил усилить оптический сигнал в миллион раз», — рассказала руководитель лаборатории плазмонно усиленной спектроскопии и биоимиджинга СПбГУ Елена Соловьева.

В частности, в исследовании помогло совместное использование красителей с наночастицами золота. После присоединения к поверхности золота молекулы красителя поглощают и рассеивают свет, который подвергается плазмонному резонансу. За счет этого эффекта происходит усиление оптического сигнала. В исследовании использовались золотые наночастицы разных форм, и было показано, что наилучший результат достигается с использованием наностержней. Также было изучено влияние различных химических групп на привязку молекул красителя к поверхности наночастицы. Ученые обнаружили, что молекулы с аминогруппой, которая обеспечивает возможность ковалентной адсорбции на металлической поверхности, подходят для создания оптических биометок лучше всего.

Полученные гибридные системы на основе цианиновых красителей и наночастиц золота имеют высокий потенциал для использования в качестве контрастов при проведении отдельных видов медицинской томографии. Кроме того, эти системы могут применяться при лечении онкологических заболеваний с помощью локальной гипертермии, когда осуществляется селективный нагрев раковых клеток, приводящий к их гибели, при этом на здоровые клетки оказывается минимальное воздействие.