Хемилюминесцентные зонды являются одними из самых чувствительных диагностических инструментов для секвенирования ДНК, анализа места преступления и иммуноанализа. В большинстве систем используется коктейль с одной молекулой-эмиттером, которая определяет интересующие виды, испуская слабый свет, и еще двумя дополнительными ингредиентами — флуорофором и мылообразным веществом, называемым поверхностно-активным веществом, — которые усиливают сигнал до обнаруживаемых уровней. Однако энергия теряется в процессе передачи от одной молекулы к другой, и поверхностно-активные вещества не являются биосовместимыми.
Дорон Шабат и его коллеги предложили, чтобы путем настройки электронной структуры датчиков тока для улучшения их собственной флуоресценции они могли создать новую однокомпонентную эмиссионную систему, которая будет работать для многих приложений.Исследователи исследовали множество вариантов наиболее распространенной молекулы-эмиттера, заменяя элементы и проверяя полученные изменения в эмиссии. Шабат и его коллеги обнаружили, что в одном случае простое добавление двух ключевых атомов привело к получению гораздо более яркого зонда, чем те, которые сейчас представлены на рынке. Кроме того, именно эта молекула подходит для непосредственного использования в клетках.
На основе этой молекулы исследователи разработали сенсоры для обнаружения нескольких биологически значимых химических веществ. Они также использовали хемилюминесцентную молекулу для измерения активности нескольких ферментов и получения изображений клеток под микроскопом — то, что ранее требовало генной инженерии ферментативного механизма светлячков.
Они говорят, что теперь у ученых будет в руках новая мощная методология подготовки высокоэффективных хемилюминесцентных датчиков для обнаружения и визуализации различных клеточных активностей и аналитов.