Upptäckten av grönt fluorescerande protein (GFP), som är gjord av en manet, transformerad cellbiologi. Det gjorde det möjligt för forskare att sy GFP-sekvensen till proteiner från andra organismer för att spåra deras rörelser och interaktioner i levande celler. Nu, forskare som rapporterar in ACS tillämpade material och gränssnitt har designat peptidnanopartiklar som var och en kan lysa i en mängd olika färger, öppnar dörren för många nya biomedicinska tillämpningar.

Forskare har försökt efterlikna fluorescensen av GFP i små molekyler som kromoforinnehållande polymerer eller fluorescerande peptidnanostrukturer. Peptider, som är små bitar av proteiner, är attraktiva på grund av sin strukturella enkelhet och biokompatibilitet. Dock, tidigare fluorescerande peptid -nanomaterial lyser i endast en färg, vilket begränsar deras användning. Yuefei Wang och kollegor ville göra peptider som kan fluorescera i en regnbåge av färger.

Forskarna designade 12 peptider som innehöll 1-3 kopior av aminosyrorna fenylalanin, tyrosin, tryptofan eller histidin, som alla är svagt fluorescerande i det synliga området. De tillsatte en hydrofob ferrocengrupp till ena änden av peptiden, vilket fick flera peptider att samlas till sfäriska fluorescerande nanopartiklar. Ferrocengruppen ändrade också emissionsegenskaperna, eller färger, av peptiderna. Forskarna fann att varje peptidnanopartikel kunde lysa i mer än en färg, och tillsammans, paletten med 12 peptider omfattade alla färger i det synliga området av ljus. Peptidfärgerna var fotostabila och visade ingen toxicitet när de tillsattes till mänskliga celler. Dessa resultat indikerar att peptidnanoproberna kan ersätta fluorescerande proteiner, som GFP, inom biomedicinsk bildbehandling, även om fluorescenskvantutbytet inte är lika högt, säger forskarna.