Fluoreszierende blaue Cumarine in einer Heilpflanze könnten uns helfen, in das Innere von Zellen zu sehen

21.04.2023 - China

Pflanzen, die unter ultraviolettem (UV-) Licht leuchten, sind nicht nur eine Erfindung des Science-Fiction-Fernsehens und der Filme. Die Wurzeln einer traditionellen Heilpflanze, der Orangenkletterpflanze oder Toddalia asiatica, können in einem ätherischen Blauton fluoreszieren. Jetzt haben Forscher in ACS Central Science zwei Cumarinmoleküle identifiziert, die dafür verantwortlich sein könnten. Diese natürlichen Cumarine haben einzigartige fluoreszierende Eigenschaften, und eine der Verbindungen könnte eines Tages für die medizinische Bildgebung verwendet werden.

Fluoreszierende Substanzen nehmen UV-Licht auf, das auf sie gerichtet wird, und geben ein farbiges sichtbares Licht ab. Einige leuchten sogar noch heller, wenn sie dicht beieinander liegen - ein Phänomen, das bei Verbindungen beobachtet wird, die als aggregationsinduzierte Emissionsluminogene (AIEgens) bezeichnet werden. Sie sind Schlüsselkomponenten in einigen optischen Geräten, zellulären Bildgebungsverfahren und Umweltsensoren. Diese Moleküle werden jedoch in der Regel im Labor hergestellt, und viele sind giftig. Da einige Pflanzen diese Fähigkeit bereits besitzen, wandten sich Ben Zhong Tang, Zheng Zhao, Xiao-Dong Luo und Kollegen an die Natur, um natürlich vorkommende und sicherere AIEgene zu finden.

Die Forscher trockneten Orangenwurzeln, zerkleinerten sie zu einem Pulver und isolierten und identifizierten dann Cumarinverbindungen mit aggregationsinduzierten Emissionseigenschaften: 5-Methoxyseselin (5-MOS) und 6-Methoxyseselin (6-MOS). In einem organischen Lösungsmittel gelöst, zeigte 5-MOS ein blau-grünes Leuchten und 6-MOS ein etwas schwächeres blaues Leuchten. Darüber hinaus wiesen beide AIEgen eine geringe Zytotoxizität und eine gute Biokompatibilität auf. In einer abschließenden Versuchsreihe stellte das Team fest, dass Mitochondrien in lebenden Zellen, die mit 5-MOS angefärbt wurden, ohne zusätzliche Bearbeitung eindeutig identifiziert werden konnten, was die Bildgebung von Zellen einfacher und schneller machte als mit den meisten derzeitigen Methoden. Die neu vorgestellte Verbindung ist eine natürliche, aus Pflanzen gewonnene Option, die das Bioimaging voranbringen könnte, so die Forscher.

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