В Университета Майами (США) научились использовать синтетические органические флюоресцирующие молекулы в водной среде, поместив их внутрь «водорастворимых» частиц. (Здесь правильнее говорить о легко диспергируемых в воде частицах из полярного полимера, который характеризуется высоким сродством к воде, но это очень длинно).

Вы правы, «водорастворимые» частицы уже применялись для внесения органических молекул в воду, но в комбинации с механизмом фотопереключения они используются впервые. Почитать о перипетиях создания фотопереключаемой системы можно в Chemistry-A European Journal.

Рис. 1. Схематичное представление новой флюоресцентной системы. При УФ-облучении заключённые в наночастицы органические молекулы начинают светиться зелёным. (Здесь и ниже иллюстрации Francisco Raymo / University of Miami).

Зачем это нужно? Одной из наиболее сложных задач в биовизуализации считается нахождение способа, который позволил бы включать люминесценцию прямо внутри клеток (и при этом иметь возможность сделать это более одного раза).

Флюоресцентная система, созданная учёными из Майами, как сообщается, прекрасно функционирует в водных условиях, обеспечивая визуализацию биологических объектов с разрешением в нанометровом диапазоне.

Флюоресцентные органические молекулы не растворяются в воде, а потому исследователи заключили их в оболочку синтетических полимерных наночастиц, легко диспергируемых в воде. Последние служат одновременно защитой и транспортом для переноса светящихся частиц во внутреннее пространство живых клеток. Оказавшись на месте назначения, герои заметки, словно лампочки, могут включаться/выключаться посредством внешнего освещения.

Молекулы светятся при одновременном облучении УФ- и видимым светом и возвращаются в исходное нелюминесцирующее состояние менее чем через 10 мкс после выключения УФ-источника.

Рис. 2. Микрофотография живых клеток, инкубированных в растворе с полимерными наночастицами. Зелёный цвет — это люминесценция синтетических молекул, заключённых внутрь наночастиц.

Поскольку в данном случае учёные использовали синтетические молекулы, без оглядки на их нерастворимость в воде, им удалось преодолеть вечное ограничение водорастворимых флюоресцентных белков, которые стремительно разрушаются при облучении ультрафиолетом (но именно из-за их растворимости и проникающей способности флюоресцирующие зелёным белки вынужденно используются для визуализации биологических объектов). Заметим также, что

поверхность полимерных наночастиц может легко модифицироваться, придавая новой фотолюминесцентной системе невиданную гибкость и функциональность.