(PhysOrg.com) -- Les rayons X ne sont pas le seul moyen :la lumière visible et surtout infrarouge peut également être utilisée pour imager les tissus humains. L'efficacité des processus d'imagerie optique peut être considérablement améliorée avec des colorants appropriés utilisés comme agents de contraste. Dans la revue Angewandte Chemie , une équipe dirigée par Wenbin Lin à l'Université de Caroline du Nord a maintenant introduit un nouvel agent de contraste qui marque les cellules tumorales in vitro. Le colorant est un complexe de ruthénium phosphorescent incorporé dans des nanoparticules d'un polymère de coordination métal-organique, ce qui permet un niveau de charge de colorant extraordinairement élevé.
Les colorants fluorescents s'accumulent en quantités variables dans différents types de tissus. De tels agents de contraste permettent d'utiliser l'imagerie optique pour différencier les tissus sains des tissus tumoraux. Cependant, cette méthode est limitée par le fait que des concentrations très élevées de colorant sont nécessaires pour produire une fluorescence suffisamment forte. Les molécules de colorant organique emballées à des concentrations élevées dans des nanocapsules ont tendance à éteindre la fluorescence des autres. Des matériaux plus fluorescents, comme les points quantiques, ne sont souvent pas biocompatibles.
Cette équipe a maintenant développé une alternative :des complexes métalliques connectés pour former des polymères de coordination de type réseau. Les polymères de coordination sont des structures métal-organiques constituées d'ions métalliques, qui servent de points de connexion, liés par des ponts constitués de molécules organiques ou de complexes de coordination. Les scientifiques ont fabriqué de tels polymères avec des ponts constitués d'un complexe électroluminescent du métal ruthénium. Les ions zirconium se sont avérés être des points de connexion appropriés. Ces minuscules structures forment des nanoparticules sphériques.
Les complexes de ruthénium ne sont pas fluorescents, mais plutôt phosphorescent, ce qui signifie qu'ils émettent de la lumière pendant une durée proportionnelle après l'irradiation avec la lumière. Parce qu'ils ne sont pas placés à l'intérieur d'un conteneur de nano-transport, mais sont un composant de la nanoparticule, il est possible d'atteindre un niveau de charge de colorant très élevé, dans ce cas supérieur à 50 %. L'extinction de la phosphorescence à des concentrations élevées ne se produit pas dans de tels complexes.
Afin d'empêcher les particules incandescentes de se dissoudre rapidement et d'augmenter la biocompatibilité, ils étaient recouverts de fines couches de dioxyde de silicium et d'une couche de polyéthylène glycol. Ce dernier sert de point d'ancrage pour l'anisamide, une molécule qui se lie spécifiquement aux récepteurs qui sont beaucoup plus fréquents à la surface de nombreux types de cellules tumorales que sur les cellules saines.
Dans une culture cellulaire, il a été possible de marquer sélectivement une lignée de cellules cancéreuses avec les nanoparticules phosphorescentes. Les chercheurs espèrent qu'il sera possible de développer des agents de contraste pour l'utilisation de l'imagerie optique pour la détection des tumeurs à partir de ces nouveaux nanomatériaux métal-organiques.
