image: Un compuesto fluorescente procedente de la raíz de una planta podría ayudar a obtener imágenes de las células con rapidez. view more
Credit: Adapted from ACS Central Science 2023, DOI: 10.1021/acscentsci.3c00012
Las plantas que brillan con la luz ultravioleta (UV) no son solo producto de la ciencia ficción que vemos en el cine y la televisión. Las raíces de una planta medicinal tradicional llamada la trepadora naranja, o Toddalia asiatica, pueden irradiar una fluorescencia azul etérea. Y ahora, investigadores de ACS Central Science han identificado dos moléculas de cumarina que podrían ser la causa de este fenómeno. Estas cumarinas naturales tienen propiedades fluorescentes únicas, y uno de los compuestos podría llegar a utilizarse para la obtención de diagnósticos médicos por imagen.
Las sustancias fluorescentes absorben la luz ultravioleta orientada hacia ellas y liberan una luz visible de colores intensos. Algunas de ellas brillan aún más cuando están cerca de otras, un fenómeno que se observa en los compuestos denominados luminógenos de emisión inducida por agrupamiento (AIEgens). Se trata de componentes clave en algunos dispositivos ópticos, técnicas de diagnóstico por imagen celular y sensores medioambientales. Sin embargo, estas moléculas suelen fabricarse en un laboratorio y muchas son tóxicas. Algunas plantas ya tienen esta capacidad, por lo que Ben Zhong Tang, Zheng Zhao, Xiao-Dong Luo y sus colegas recurrieron a la naturaleza para encontrar AIEgens naturales y más seguros.
Los investigadores secaron raíces de la trepadora naranja, las trituraron hasta convertirlas en polvo y, posteriormente, aislaron e identificaron los compuestos cumarínicos con propiedades de emisión inducida por agrupamiento: la 5-metoxiseselina (5-MOS) y la 6-metoxiseselina (6-MOS). Al diluirse en un solvente orgánico, la 5-MOS presentó un resplandor azul verdoso y la 6-MOS emitió un resplandor azul ligeramente más tenue. Además, ambos AIEgenes presentaron baja citotoxicidad y buena biocompatibilidad. Luego, en una serie final de experimentos, el equipo descubrió que las mitocondrias podían identificarse claramente en células vivas teñidas con 5-MOS sin ningún procesamiento adicional, lo que facilitaba y agilizaba la obtención de imágenes celulares en comparación con la mayoría de los métodos actuales. Según los investigadores, el nuevo compuesto es una opción natural de origen vegetal que podría contribuir al avance del biodiagnóstico por imagen.
Los autores agradecen la financiación otorgada por el Proyecto de Promoción y Formación de Talentos de Alto Nivel de Kunming; el Proyecto de la Plataforma CXO del Servicio de Investigación y Desarrollo de Plantas Características de Yunnan; la Comisión de Ciencia, Tecnología e Innovación del Ayuntamiento de Shenzhen; el Laboratorio Clave de Materiales Agregados Funcionales de Shenzhen; el Consejo de Subvenciones a la Investigación de Hong Kong; la Comisión de Innovación y Tecnología; el Fondo Abierto del Laboratorio Clave Provincial de Luminiscencia de Agregados Moleculares de Guangdong; la Universidad Tecnológica del Sur de China; y la Fundación Científica Postdoctoral de China.
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Journal
ACS Central Science
Article Title
Natural Coumarin Isomers with Dramatically Different AIE Properties: Mechanism and Application
Article Publication Date
19-Apr-2023