Une équipe du département de chimie a établi une approche pour la création d'un matériau de charpente métal-organique qui offre de nouvelles perspectives pour la sensibilisation des ions lanthanides luminescents dans le proche infrarouge, y compris des possibilités sans précédent d'imagerie plus profonde dans les tissus pour des études plus complètes des systèmes biologiques avec la lumière.

Le professeur Nathaniel Rosi et son équipe ont travaillé avec le professeur Stéphane Petoud, Directeur de Recherche INSERM du Centre de Biophysique Moléculaire en France et Professeur Associé au Département de Chimie sur l'article, "Ship-in-a-bottle préparation d'antennes moléculaires à longue longueur d'onde dans des cadres organo-métalliques de lanthanide pour l'imagerie biologique."

La recherche détaille le processus dans lequel de petits précurseurs moléculaires sont chargés dans les cavités tridimensionnelles rigides dans les cadres organo-métalliques des lanthanides, où ils se combinent pour former un réseau dense de systèmes moléculaires étendus qui fonctionnent comme des "antennes" qui sensibilisent les cations lanthanides avec une lumière d'excitation de grandes longueurs d'onde. Ces longues longueurs d'onde activent les propriétés d'émission dans le proche infrarouge du lanthanide, ce qui peut aider à créer des images de zones situées plus profondément dans les systèmes biologiques.

Rosi a également noté que la luminescence des lanthanides dure plus longtemps que le rayonnement de fond dans les images biologiques standard, les chercheurs auront donc un avantage de temps lorsqu'ils étudieront des échantillons de lanthanides.

« Nous avons obtenu un système suffisamment lumineux, que l'on peut observer grâce à l'imagerie biologique dans le proche infrarouge. On peut aussi l'exciter à de grandes longueurs d'onde, jusqu'à 600 nanomètres, ce qui est fortement souhaité pour ne pas perturber les systèmes biologiques. » a déclaré Rosi.

L'article publié en avril dans le Journal de l'American Chemical Society .

Rosi a déclaré que ce nouvel agent d'imagerie optique aidera également les chercheurs à détecter un plus grand nombre de cibles biologiques à partir d'une seule expérience que ce qui est possible avec les méthodes actuelles.

"Les limitations actuelles de l'imagerie permettent de détecter au mieux 4 voire 5 molécules au mieux dans une seule expérience d'imagerie. Et si nous voulions en détecter cinq ou six, ou 10 ? Il y a 14 éléments lanthanides dans le tableau périodique. La plupart d'entre eux ont des propriétés très distinctes, tranchant, signaux luminescents. Nous pouvons potentiellement fabriquer jusqu'à 10 sondes d'imagerie optique avec différents lanthanides et être en mesure de les détecter toutes car elles n'ont pas de signaux qui se chevauchent."