Nanocompósito quiral para detecção de modo duplo altamente seletivo e bioimagem de sulfeto de hidrogênio

Com o desenvolvimento contínuo da nanotecnologia, mais nanomateriais quirais artificiais foram construídos. Como uma das propriedades ópticas mais representativas desses nanomateriais quirais, o dicroísmo circular (CD) é uma poderosa tecnologia de detecção. Comparado com outros métodos analíticos, o sinal de CD tem maior sensibilidade, mas não consegue obter imagens in situ in vivo.

Cientistas conseguiram preparar nanocompósitos quirais com propriedades funcionais biológicas mais diversas para compensar essa deficiência. No entanto, alguns nanocompósitos quirais montados por adsorção eletrostática ou outros métodos são facilmente dissociados e destruídos em ambientes fisiológicos complexos, resultando em desvios de desempenho.

Além disso, é difícil para alguns nanocompósitos distinguir interferências com propriedades semelhantes ao analito, resultando em baixa seletividade de detecção. Portanto, ainda é uma tarefa desafiadora desenvolver nanomateriais compósitos quirais com estrutura estável e excelentes propriedades para atender às necessidades de diagnóstico e detecção biomédica.

Em um artigo publicado em Luz: Ciência e Aplicaçõesuma equipe de cientistas, liderada pelo Professor Geyu Lu do Laboratório Estadual de Optoeletrônica Integrada, Faculdade de Ciência Eletrônica e Engenharia, Universidade de Jilin, China e colaboradores desenvolveram um UCNPs/Cu_xSonda nanocomposta OS@ZIF usada para detecção de modo duplo UCL/CD in vitro para H₂S e imagens in vivo.

Nesta sonda, nanopartículas de upconversion (UCNPs) e Cu quiral_xAs nanopartículas de SO são encapsuladas na estrutura zeolítica de imidazolato-8 (ZIF-8).

A redução de Cu_xSO por H₂S leva a mudanças em Cu_xAbsorção de SO e sinal de CD, que permite a alteração nos sinais UCL e CD da sonda. Detecção de modo duplo UCL/CD para H₂S foi realizado in vitro.

Ao mesmo tempo, os UCNPs permitem imagens in situ de camundongos vivos portadores de tumores. A construção de UCNPs/Cu_xAs nanosondas de modo duplo OS@ZIF tornam a detecção quiral uma ferramenta mais vantajosa na detecção biológica e fornecem uma nova ideia para a aplicação de nanomateriais quirais multifuncionais na biomedicina.

UCNPs/Cu_xOS@ZIF como um nanocompósito quiral projetado, pode efetivamente eliminar a influência da interferência no ambiente de detecção e obter detecção altamente seletiva para H₂S. Os cientistas resumiram o processo de “seleção” da sonda para H₂E:

“A concretização dessa ‘seleção’ na verdade vem do ZIF-8, que projetamos como um invólucro de encapsulamento para todo o nanocompósito, não apenas para estabilizar o compósito, mas, mais importante, para usar sua estrutura de poros exclusiva para permitir que ele funcione como uma peneira molecular de gás.”

“Em suma, H₂As moléculas S entram facilmente no interior do ZIF-8, enquanto outras moléculas são isoladas do exterior, resolvendo assim algumas influências moleculares comuns na detecção da sonda até certo ponto.”

“Sem o encapsulamento de ZIF-8, substâncias redutoras como L-Cys, L-Lys e GSH também podem alterar os sinais UCL e CD da sonda, e esse efeito é extremamente desfavorável para a avaliação do desempenho de detecção da sonda”, acrescentaram.

“A ideia de montagem usada nesta nanocompositeprobe pode ser aplicada à montagem de outros tipos de compósitos. Desde que o design seja razoável, compósitos quirais multifuncionais mais diversificados podem ser preparados, criando mais possibilidades para a aplicação da quiralidade no campo de biossensores, bioimagem e bioterapia”, preveem os cientistas.