Silna czerwona fluorescencja i doskonała fotostabilność ? te dwie cechy są niezbędne do tego, żeby związek można było nazwać idealnym barwnikiem fluorescencyjnym do zastosowań w biologii molekularnej. Łączące te dwie cechy związki udało się zaprojektować, zsyntetyzować i w pełni scharakteryzować naukowcom pracującym pod kierunkiem prof. dr. hab. Daniela T. Gryko z Instytutu Chemii Organicznej PAN. Wyniki uzyskane przez zespół profesora Gryko po raz kolejny zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie naukowym Chemical Science.
Fluorescencja to emitowanie światła o określonym kolorze przez substancję, która została wzbudzona promieniowaniem świetlnym lub innym promieniowaniem elektromagnetycznym o określonej długości fali. Związki wykazujące fluorescencję są przez ludzi wysoko cenione i wykorzystywane w różnych dziedzinach życia, nauki i technologii. Stosuje się je m.in. do produkcji OLED-ów, czyli diod na bazie związków organicznych, emitujących światło niebieskie, zielone i czerwone, z których budowane są nowoczesne wyświetlacze tabletów, laptopów i telewizorów. Związki wykazujące fluorescencję (inaczej nazywane fluoroforami) są też szeroko wykorzystywane we współczesnej biologii molekularnej i diagnostyce medycznej. Związki takie można przyłączyć do określonych obiektów, a następnie obserwować je przy użyciu mikroskopu fluorescencyjnego, który ma znacznie większą rozdzielczość niż tradycyjny mikroskop optyczny. Stąd związki te nazywa się popularnie znacznikami, barwnikami lub sondami fluorescencyjnymi. Dzięki nim można obserwować np. konkretne białka, a także śledzić wybrane procesy zachodzące w komórkach. Do tych celów najlepiej nadaje się silna fluorescencja w kolorze czerwonym, która pozwala na badanie najgłębiej położonych struktur biologicznych. Znaczniki używane w nowoczesnej mikroskopii fluorescencyjnej muszą odznaczać się także dużą fotostabilnością. Uzyskanie obrazu mikroskopowego o wysokiej rozdzielczości wymaga bowiem użycia światła laserowego o dość dużej mocy, co ? w przypadku mało stabilnych znaczników ? powoduje indukowany światłem rozpad cząsteczek barwnika.
Zespołowi chemików z Instytutu Chemii Organicznej PAN we współpracy m.in. z naukowcami z Politechniki Śląskiej, Uniwersytetu w Nantes we Francji oraz Narodowego Instytutu Fizyki Chemicznej i Biofizyki w Talinie w Estonii udało się opracować nowe, ultra fotostabilne fluorofory o wyjątkowo silnej absorpcji i intensywnej emisji w zakresie barw od pomarańczowej do głębokiej czerwieni oraz kilku innych korzystnych cechach. Odkrycie to otwiera drzwi do przyszłych nowych zastosowań w optoelektronice. Nowe fluorofory zawierają osiem skondensowanych ze sobą pierścieni i są oparte na rdzeniu 1,4-dihydropirolo[3,2-b]pirolu. Pierwszym autorem pracy jest dr Mariusz Tasior.
Prace badawcze nad ultra stabilnymi fluorofortami były prowadzone w ramach realizacji grantu TEAM Fundacji na rzecz Nauki Polskiej.
Prof. Daniel T. Gryko jest chemikiem, dyrektorem Instytutu Chemii Organicznej PAN w Warszawie. Do jego najważniejszych zainteresowań naukowych należy chemia barwników funkcjonalnych. Jest laureatem subsydium profesorskiego MISTRZ Fundacji na rzecz Nauki Polskiej (2013). Dwukrotnie zdobył też grant w programie TEAM FNP. Prof. Daniel Gryko jest laureatem Nagrody Fundacji na rzecz Nauki Polskiej w obszarze nauk chemicznych i o materiałach za rok 2017.
Źródło: ?Going beyond the borders: pyrrolo[3,2-b]pyrroles with deep red emission? Chem. Sci. 2021, 48
Program TEAM jest realizowany przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej ze środków UE pochodzących z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój, oś IV: Zwiększenie potencjału naukowo-badawczego, Działanie 4.4 Zwiększanie potencjału kadrowego sektora B+R.
