Американским учёным удалось синтезировать полиметиновый маркер, который может использоваться при флуоресцентной анизотропии в ближнем ИК-диапазоне, делая возможным in-vivo-применение этой методики. До сего дня метод ограничивался лишь видимой частью спектра, а потому использовался в основном для контроля качества маркирования протеинов.

Теперь же благодаря глубокой проникающей способности фотонов ближнего ИК-диапазона флуоресцентная анизотропия могла бы пригодиться в отслеживании поведения медикаментов в живых организмах.

Рис. 1. Принципиальная схема метода флуоресцентно-анизотропического анализа (иллюстрация Antonie Visser and Olaf Rolinski / University of Strathclyde).

Флуоресцентная анизотропия (или флуоресцентная поляризация) — оптический метод анализа, применяющийся в биохимии и фармацевтике. Он использует поляризованный свет, с помощью которого определяют, как именно исследуемая молекула поворачивает плоскость поляризации света в растворе. Большие биологические молекулы, такие как протеины, вращаются намного медленнее малых, а потому показывают куда бóльшую анизотропию в абсолютном выражении.

Маркер, способный поглощать и испускать свет в диапазоне 700–900 нм, обладает множеством преимуществ в биологических исследованиях, включая намного меньшую интерференцию от других (естественных) флуорофоров и меньшее затемняющее влияние светового рассеяния, случающегося при скрининге.

По словам исследователей из Вашингтонского университета в Сент-Луисе (США), в теории метод может применяться для флуорофоров, работающих в любой части спектра, однако пока его использование ограничивалось только его видимой частью. И хотя это ограничение частично объясняется низкой чувствительностью существующих детекторов к фотонам ближнего ИК, основной проблемой всегда было отсутствие подходящих флуорофоров для этой части спектра.

Как поясняет руководитель научной группы Михаил Березин, коммерчески доступные маркеры для ближнего ИК (к примеру, Cy7 и IR800CW) обладают слишком длинными линкерами, что ведёт к неполной иммобилизации маркера на изучаемой макромолекуле и, следовательно, повышенной локальной мобильности метки (прецессионное колебание).

Для преодоления этой проблемы учёные синтезировали новый маркер для ближнего ИК-диапазона с желаемыми фотофизическими свойствами. По их словам, полиметиновый маркер LS601 удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к флуорофору в анизотропических методах анализа. Он демонстрирует относительно длительное время флуоресценции, короткий линкер минимизирует локальную мобильность, а сам маркер может быть легко привязан к биомолекуле в водном растворе.

Таким образом, можно серьезно надеяться, что благодаря этому открытию метод флуоресцентной анизотропии найдёт применение в таких областях, как флуоресцентный имиджинг, создание новых лекарств, а также разработка контрастных средств.

Детали исследования опубликованы в журнале Chemical Physics and Physical Chemistry.