Illustration de la détection de Ca2+ par des CD modifiés par EGTA. Crédit :SIBET
Dans les hôpitaux, les médecins conseillent souvent aux patients de prendre des suppléments de calcium. Mais le calcium pénètre-t-il dans les cellules qui en ont besoin ? Jusque récemment, ça a été difficile à dire.
Mais maintenant, Le groupe de recherche du professeur Dong Wenfei de l'Institut d'ingénierie et de technologie biomédicales de Suzhou (SIBET) a développé un nouveau type de point de carbone fluorescent capable de détecter efficacement les niveaux de calcium dans les cellules.
Le calcium est essentiel à la vie. Les ions calcium régulent une variété de fonctions cellulaires importantes telles que la différenciation, prolifération, croissance et transcription des gènes.
En outre, des études ont rapporté que le statut calcique dans les cellules cancéreuses est associé à la tumorigenèse, métastase et angiogenèse. D'autres études ont également montré que des changements anormaux dans le Ca intracellulaire 2+ concentration sont associées à la survenue et au développement de la maladie de Parkinson, La maladie de Huntington et la maladie d'Alzheimer. Ainsi, la détection des taux de calcium intracellulaire est très importante.
Les méthodes conventionnelles de détection des ions calcium telles que la spectroscopie d'absorption atomique (AAS) et la résonance magnétique nucléaire (RMN) nécessitent un équipement coûteux et une préparation fastidieuse des échantillons, limitant leurs applications dans la détection intracellulaire. Par conséquent, développer à un prix abordable, efficace, techniques sensibles et simples pour détecter Ca 2+ ions dans les cellules est une priorité. Heureusement, la détection par fluorescence répond à ces exigences.
En tant que nouvelle sonde fluorescente, les points de carbone (CD) ont été largement utilisés dans la détection d'ions et de petites molécules en raison de leurs performances extraordinaires, qui comprend la solubilité dans l'eau, excellente stabilité, non toxicité, fluorescence réglable et rendement quantique élevé.
Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé une approche innovante pour préparer des CD fonctionnels. Ils ont d'abord synthétisé les CD à partir d'acide citrique et d'éthylènediamine en utilisant une méthode hydrothermale. Ensuite, ils ont modifié la surface des CD avec de l'EGTA en réchauffant la solution.
Il s'agit d'une méthode de préparation chimique simple et pratique, par rapport à la procédure de réticulation traditionnelle, car toutes les réactions sont effectuées dans le même autoclave. Les CD modifiés par EGTA sont le produit final; aucune purification et séparation secondaires ne sont nécessaires.
Ce travail intitulé "Two-Step Hydrothermal Preparation of Carbon Dots for Calcium Ion Detection" a été publié dans ACS Matériaux appliqués et interface.
Les CD présentent une fluorescence bleu vif. Lorsque la concentration de calcium augmente, l'intensité de fluorescence chute fortement.
Les expériences cellulaires montrent que les CD sont non toxiques et ont une bonne biocompatibilité, suggérant qu'ils peuvent être une sonde utile pour le Ca intracellulaire 2+ détection.
À l'avenir, les chercheurs prévoient de développer des points de carbone fluorescents dans la bande proche infrarouge avec une forte pénétration. La distribution des ions calcium dans les organes internes pourrait alors être détectée de manière non destructive.
