Barwnik, który nie kłamie

Barwniki fluorescencyjne są substancjami, które po potraktowaniu światłem o konkretnej długości fali same zaczynają emitować światło. Można je dzięki temu łatwo obserwować w różnych środowiskach – i np. badać białka w komórkach. Naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego opracowali barwniki, które można łatwo i celnie „przyczepić” do substancji, którą chcemy śledzić.

– Żeby odpowiednio „przyczepić” barwnik, konieczna jest reakcja chemiczna. Do tej pory najczęściej decydowano się na wiązania amidowe, przypominające te, które występuje w białkach – tłumaczy dr Przemysław Szafrański, który stał na czele zespołu naukowców, w skład którego wchodzą dr Patryk Kasza i prof. dr hab. Marek Cegła z Uniwersytetu Jagiellońskiego oraz dr inż. Joanna Fedorowicz i prof. dr hab. Jarosław Sączewski z Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego. – Problemem w tym przypadku jest jednak to, że takie wiązania są powszechne w organizmie czy w wielu substancjach, które chcemy zbadać. To może spowodować, że barwnik, zamiast zbadać docelową molekułę, „przyczepi” się do czegoś innego i otrzymamy fałszywe wyniki – dodaje.

Polscy naukowcy sięgnęli po chemię wykorzystującą reakcje bioortogonalne, czyli takie, które nie występują w organizmach żywych. Dzięki temu po wprowadzeniu ich do organizmu nie „zgubią” się po drodze, łącząc się z niewłaściwymi substancjami.

Wybrana przez badaczy z UJ reakcja „przyczepienia” barwnika do śledzonej substancji, to reakcja cykloaddycji. Polega na połączeniu azydków z alkinami w pierścień przy użyciu miedzi. – Azydek składa się z trzech atomów azotu połączonych wiązaniami wielokrotnymi, zaś alkin to łańcuch węglowy mający wiązanie potrójne – wyjaśnia Szafrański. – Dodajemy do nich miedź w postaci soli, np. siarczan miedzi, potem witaminę C, żeby otrzymać jednododatnie jony miedzi. Dzięki temu alkiny i azydki łączą się w pierścienie, których fragmenty ułożone są w ściśle określony sposób. Dzięki zastosowaniu miedzi łatwo otrzymujemy pożądany związek, którego nie trzeba oczyszczać — mówi Szafrański.

Jak tłumaczy, w laboratorium naukowcy wykorzystali barwniki opracowane przez zespół prof. dr hab. Sączewskiego z Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego, zaś na Uniwersytecie Jagiellońskim rozbudowano ich strukturę tak, aby mogły łączyć się z substancjami w reakcji cykloaddycji.

Wynalazek jest gotowym produktem. Nadaje się do zastosowania w naukach chemicznych, biologicznych i medycznych. Przede wszystkim zaś w biologii chemicznej i molekularnej do badań technikami mikroskopii fluorescencyjnej.

Czego więc jeszcze potrzeba, by trafił on do laboratoriów naukowych jako metoda łączenia barwników przy eksperymentach? – Wymagane jest przedstawienie społeczności naukowej i biznesowej szeregu dobrych przykładów użycia zarówno barwników, jak i znakowania – wyjaśnia dr Szafrański. – Chodzi przede wszystkim o przełamanie konserwatyzmu w nauce tak, by ludzie nie bali się stosować naszego wynalazku, a uznali go za rozwiązanie udokumentowane, którego użycie nie będzie narażone na pytania dotyczące jego wpływu na wyniki eksperymentu – podsumowuje. ©℗

Mecenasi polskiej nauki: