„Hledali jsme způsob, jak sledovat dění uvnitř buněk s mnohem vyšší přesností, než jakou umožňují současné sondy. Vyvinuli jsme senzor, který je malý, jasně svítící, velmi stabilní a dokáže sledovat změny pH v mimořádně širokém rozmezí. Senzory nejen září pod mikroskopem, ale také detekují změny pH na základě doby životnosti fluorescence, což je přesnější a spolehlivější parameter než běžná intenzita světla,” vysvětlil první autor studie Sergii Kalytchuk z Materiálově-environmentální laboratoře (MEL) v Centru energetických a environmentálních technologií VŠB-TUO a CATRIN.
Na rozdíl od běžných fluorescenčních senzorů pH, které trpí fotoblednutím, chemickým rozkladem a často vyžadují kalibraci, si nové nanosenzory RhB-CD udržují vynikající výkon i v náročných podmínkách. Doba jejich fluorescence se předvídatelně prodlužuje s rostoucím pH, což umožňuje přímé měření buněčné kyselosti – klíčového parametru, jehož výkyvy úzce souvisí s chorobnými procesy, jako je rakovina a neurodegenerace.
„V experimentu s lidskými kožními buňkami a pomocí pokročilé mikroskopie založené na měření doby životnosti fluorescence umožnily senzory přesně zmapovat pH uvnitř lyzozomů, což jsou zjednodušeně řečeno recyklační a úklidové jednotky buňky. Navíc bylo možné detekovat změny pH po aplikaci chemických inhibitorů, což otevírá možnosti pro testování léčiv i sledování stresu v buňkách v reálném čase,” uvedl další z autorů Tomáš Malina.
Myšlenka senzoru vznikla na pomezí syntetické chemie a fyziky, ale právě jeho využití v biomedicíně dává celé práci širší význam. „Studie ukazuje, jak lze propojit základní materiálovou chemii se skutečnými biomedicínskými výzvami. Díky výjimečné fotostabilitě, biokompatibilitě a extrémně širokému pH rozsahu mají tyto senzory velký potenciál stát se účinným nástrojem pro základní výzkum, diagnostiku i budoucí klinické aplikace,“ uzavřel korespondenční autor článku a vedoucí MEL Radek Zbořil.
Text: Martina Šaradínová, PR manažerka REFRESH
Grafický abstrakt. Zdroj: Biosensors and Bioelectronics