Dans les années récentes, il y a eu une évolution rapide des techniques avancées d'imagerie par fluorescence telles que la microscopie de localisation de molécule unique (SMLM) qui permet une résolution sans précédent au-delà de la limite de diffraction d'Abbe du microscope optique.

Cependant, luminosité insuffisante des fluorophores a posé un goulot d'étranglement majeur pour l'avancement de ce domaine et a causé des contraintes importantes aux études de dynamique cellulaire in vivo.

En raison des applications généralisées des rhodamines dans de nombreuses études d'imagerie à super-résolution, des efforts importants ont été déployés pour améliorer encore leurs performances.

Des chercheurs de l'Université de technologie de Dalian (DUT) et de l'Université de technologie et de design de Singapour (SUTD) ont développé une nouvelle stratégie permettant aux chimistes d'obtenir une fluorescence plus brillante et une résolution plus claire grâce à l'utilisation d'une nouvelle classe de rhodamines. Les chimistes et les scientifiques peuvent désormais bénéficier directement d'une palette de couleurs plus large qu'ils peuvent utiliser lors de l'imagerie biologique. Cela les aidera à distinguer les structures cellulaires complexes pour une analyse plus précise qui n'était pas possible auparavant. Leur article de recherche a été publié dans le Journal de l'American Chemical Society .

Les chercheurs ont réussi à démontrer que cette stratégie était compatible avec d'autres familles de fluorophores, résultant en une luminosité de fluorescence et un "budget photonique" sensiblement accrus. L'augmentation du budget photonique est essentielle pour améliorer la résolution et la clarté des microscopes à super-résolution.

La clé de cette stratégie était la combinaison de la compréhension mécaniste du processus photophysique dans ces fluorophores (à savoir, transfert de charge intramoléculaire tordu), et la stratégie de conception moléculaire à queue pour inhiber ce processus néfaste via un effet inductif électronique.

"Avec l'étroite intégration des études computationnelles et expérimentales pour comprendre les relations structure-propriété des fluorophores, la chimie des colorants est actuellement en train de passer d'essais et d'erreurs à l'ingénierie moléculaire basée sur la conception. Nous nous attendons à ce que davantage de colorants hautes performances soient créés prochainement, ce qui contribuera grandement au développement de la microscopie à super-résolution, " a déclaré le professeur adjoint Liu Xiaogang de SUTD.

"En plus de la luminosité, d'autres caractéristiques telles que la photostabilité et les propriétés de photo-activation doivent être optimisées pour répondre aux exigences strictes de SMLM. Nous sommes impatients de travailler en étroite collaboration avec des chimistes informaticiens pour faire avancer la conception rationnelle de colorants pour l'imagerie à super-résolution, " a ajouté le professeur Xiao Yi du DUT.