Новости химической науки > Молекулярный термометр измеряет температуру внутри клетки

Флуоресцентный полимер, разработанный японскими учеными, позволяет измерить точную температуру внутри живых клеток.

Флуоресценция позволяет наблюдать изменения температуры внутри живых клеток. (Рисунок из J. Am. Chem. Soc, 2009. DOI: 10.1021/ja807714j)

Сейичи Учияма (Seiichi Uchiyama) из Университета Токио разработал термочувствительный флуоресцирующий полимер, который был «запакован» в химически инертный полимерный гель. Гель может быть введен непосредственно в клетки, где он используется для мониторинга температуры, фиксируя температурные изменения с точностью до половины градуса, не нарушая при этом функции клеток. Гидрофильные сульфатные группы, покрывающие поверхность геля, способствуют его легкому проникновению в цитоплазму клетки.

Учияма поясняет, что хотя существуют возможности измерения в целом средней температуры клетки, необходимо создание более локализованных агентов, способных измерить температуру отдельных органелл клетки, которая, например, может изменяться при их взаимодействии с биологически активными веществами.

Принципиальная схема работы термометра такова:в оболочку термочувствительного полимера инкорпорирована флуорофор, активность которого зависит от контакта с водой. При низкой температуре полимер может абсорбировать воду, которая гасит флуоресценцию. При нагревании полимер сжимается, выталкивая воду, что приводит к проявлению флуоресценции. Интенсивность излучения зависит от температуры внутри клетки.

Существовавшие ранее молекулярные термометры, в составе которых использовались европиевые комплексы или зеленый флуоресцирующий белок, отличались низким уровнем чувствительности, которая не позволяла детектировать незначительные колебания температуры, характерные для биологических процессов. Помимо этого недостатка их использование ограничивалось возможностью изменения уровня pH клетки или ионной силы самим термометром. Таким образом, разработка японских ученых является уникальной системой, способной к построению статической и динамической «температурной карты» живой клетки.

Источник: J. Am. Chem. Soc, 2009. DOI: 10.1021/ja807714j

метки статьи: #аналитическая химия, #биохимия, #медицинская химия, #молекулярная биология, #органическая химия