Peptider konjugerade till dopamin är förreducerade till hydrokinon och sedan självmonterade till QDs. Vid lågt pH, hydrokinon är dominerande och som en dålig elektronacceptor resulterar detta i låg QD fotoluminescens (PL) släckning. När pH ökar, omgivande O2 i bufferten oxiderar dopamin och producerar en väteperoxidart. Den ökande kinonkoncentrationen ger gynnsamma elektronacceptorer i omedelbar närhet till QD. Detta ger högre släckningseffektivitet med en storlek som är direkt proportionell mot mängden kinon och därmed pH. Kredit:Naval Research Laboratory/Scripps Research Institute
Forskare vid Naval Research Laboratory (NRL) i samarbete med Scripps Research Institute i La Jolla, Ca., rapporterade nyligen en detaljerad studie av interaktionerna mellan vattenlösliga halvledarkvantprickar (QDs) med den elektroaktiva neurotransmittorn dopamin.
Dessa biokompatibla QD-dopamin nanoenheter kan användas som den aktiva komponenten för sensorer som används för att detektera en mängd olika målanalyter, allt från sockerarter till peroxider.
Enligt NRL:s Dr. Michael Stewart, en medlem av forskargruppen "Karten av QD-dopamin-interaktionen har varit föremål för mer än 25 nya forskningsartiklar som försökte avslöja och utnyttja den exakta karaktären av hur QDs interagerar med dessa små elektroaktiva kemikalier under avkänningen process. Tills nu, det förblev oklart om dopamin fungerade som en elektronacceptor eller som en elektrondonator för att släcka luminescens från QD."
Fluorescerande mikrofotografier insamlade från COS-1-celler saminjicerade med 550 nm emitterande QD-dopaminkonjugat och röda FLX interna standard nanosfärer i buffert vid pH 6,5. Tillväxtmediet byttes till pH 11,5 kompletterat med läkemedlet Nystatin och mikrofotografier togs med de angivna tidsintervallen från både QD- och FLX-emissionskanalerna. Sammanslagna bilder visas på den nedre raden och pH-värden som extraherats vid varje tidsintervall visas nedan. Kredit:Naval Research Laboratory/Scripps Research Institute
"Dopamins kemiska tillstånd ändras från en protonerad hydrokinon i sura medier till en oxiderad kinon i grundläggande miljöer. En serie noggrant utformade experiment gjorde det möjligt för forskargruppen att fastställa att endast kinonformen kan fungera som en elektronacceptor vilket resulterar i släckning. av QD-emissionen. Hastigheten för kinonbildning och därmed QD-släckning är direkt proportionell mot pH och kan därför användas för att upptäcka förändringar i pH i lösningar. Med hjälp av denna nanoskala sensor, forskargruppen kunde demonstrera pH-avkänning i lösning och till och med visualisera förändringar inuti celler när cellkulturer genomgick läkemedelsinducerad alkalos, " förklarade Dr. Scott Trammell.
