Chimiluminescence, ou lumière chimique, est le principe des bâtons lumineux (également appelés bâtons lumineux) utilisés lors des concerts de rock et comme outils rapides à saisir lorsque l'électricité est coupée. Mais ils peuvent aussi être utilisés pour diagnostiquer des maladies en identifiant des concentrations d'échantillons biologiques. Un nouveau mécanisme développé par des chercheurs de l'Université de Tel Aviv produit un 3, 000 fois plus lumineux, sonde chimiluminescente résistante à l'eau avec une application particulière au diagnostic médical et du cancer.

La recherche a révélé que le fait de peaufiner la structure électronique des sondes actuelles améliore leur fluorescence inhérente. Cela pourrait conduire à l'invention d'un nouveau système à un seul composant avec de multiples applications, y compris la détection et la mesure de l'activité cellulaire qui pointe vers certaines pathologies, comme le cancer. L'étude a été publiée récemment dans ACS Science centrale .

"La chimiluminescence est considérée comme l'une des méthodes les plus sensibles utilisées dans les tests de diagnostic, " a déclaré le professeur Doron Shabat de l'école de chimie de la TAU, qui a dirigé la recherche. "Nous avons développé une méthode pour préparer des composés hautement efficaces qui émettent de la lumière au contact d'une protéine ou d'un produit chimique spécifique. Ces composés peuvent être utilisés comme sondes moléculaires pour détecter les cellules cancéreuses, entre autres applications."

Réparer un bug

La recherche, menée en collaboration avec le Dr Christoph Bauer de l'Université de Genève, répare un "glitch" de perte d'énergie dans les sondes chimiluminescentes actuelles. La plupart des systèmes utilisent un mélange d'une molécule émettrice qui détecte l'espèce d'intérêt, et deux autres ingrédients supplémentaires - un fluorophore et une substance semblable à du savon appelée surfactant - qui amplifient le signal à des niveaux détectables. Mais l'énergie est perdue dans le processus de transfert de la molécule émettrice au fluorophore, et les tensioactifs ne sont pas biocompatibles.

"En tant que chimistes de synthèse, nous avons su lier structure et fonction, " a déclaré le professeur Shabat. "En ajoutant deux atomes clés, nous avons créé une sonde beaucoup plus lumineuse que celles actuellement sur le marché. En outre, cette molécule particulière est adaptée à une utilisation directe dans les cellules."

A partir de cette molécule, les chercheurs ont développé des capteurs pour détecter plusieurs produits chimiques biologiquement pertinents. Ils ont également utilisé la molécule chimiluminescente pour mesurer l'activité de plusieurs enzymes et pour imager les cellules par microscopie.

"Cela nous donne une nouvelle méthodologie puissante avec laquelle nous pouvons préparer des capteurs de chimiluminescence hautement efficaces pour la détection, imagerie et analyse de diverses activités cellulaires, " a déclaré le professeur Shabat. Les chercheurs explorent actuellement les moyens d'amplifier la chimiluminescence des nouvelles sondes pour l'imagerie in vivo.