För första gången, forskare kan spåra biologiska molekyler med oöverträffad hastighet och precision tack vare användningen av multimetalliska nanopartiklar.

Forskarna publicerade sina resultat den 17 oktober i ACS Fotonik , en tidskrift från American Chemical Society.

Nanopartiklar används för att spåra rörelser av biologiska molekyler isolerade från celler och även i levande celler, såsom mekanismer relaterade till intracellulär transport, cellsignalering, och andra processer. Forskare har traditionellt använt guldnanopartiklar för att spåra dessa rörelser, men, inom bildbehandling, de kunde bara visa en färg:grönt. Nu, forskare kan se mer än grönt genom att använda guld, silver och guld-silverlegerade nanopartiklar.

"Guldnanopartiklar är mycket kraftfulla verktyg som används för att exakt spåra biomolekylernas snabba rörelse, sade Ryota Iino, pappersförfattare och professor vid Institutet för molekylär vetenskap vid National Institutes of Natural Sciences. "Dock, avbildningen var tidigare begränsad till monokromatisk grön. I den här studien, genom att använda guld, silver och silver-guld nanopartiklar, vi har lyckats utöka färgpaletten – mellan lila och grön – av höghastighets- och högprecisionsavbildning av biomolekyler."

Andra taggningstekniker, såsom organiska fluorescerande färgämnen, kan utöka färgpaletten till att inkludera röda, men de tenderar att visa sig som svagare färger än de skarpa och starka som visar att metalliska nanopartiklar avger. Metalliska nanopartiklar är också mer stabila än organiska färgämnen, vilket innebär att de förblir synliga när de rör sig med den taggade biomolekylen under en lång period.

"Nanopartiklar visar mycket starkare signaler, och de blinkar inte på samma sätt som organiska färgämnen kan, " Iino sa. "Olika nanopartiklar sprider också starkt ljuset vid olika våglängder, vilket innebär att de visas som synligt olika färger när de avbildas."

Teamet arbetar nu med att utöka den bildande färgpaletten ytterligare med nytillverkade nanopartiklar. De hoppas också kunna använda ännu mycket mindre nanopartiklar för att få en bättre förståelse för alla molekylära mekanismer i fungerande celler.