Дефицит кислорода в тканях может спровоцировать образование злокачественной опухоли, повреждение сетчатки глаза у диабетиков или развитие артрита. Точное определение содержания кислорода в клетках является важной задачей для ученых.

Группа ученых во главе с Джейсоном МакНейлом из университета Клемсона разработала технологию, основанную на окрашенных наночастицах. Как сообщается в издании Angewandte Chemie, с ней можно производить весьма точные замеры концентрации кислорода.

Кислородные нанодатчики обычно изготавливаются из фосфоресцирующей краски, помещенной в полимерную капсулу. Наночастицы усиливают свечение краски. Ученым удалось разработать наночастицы с новой дельта-сопряженной электронной структурой полимера. С ней электроны могут свободно перемещаться в пределах одной молекулы.

Ученые использовали новый полимер в производстве наночастиц, которые окрашивались чувствительной к кислороду фосфоресцирующей краской. Полимер весьма эффективно поглощает световую энергию, что приводит к свечению, в 5-10 раз более сильному, чем способны излучать ранее разработанные кислородные нанодатчики. По сравнению с обычными кислородными датчиками это свечение более яркое аж в 1000 раз!

В насыщенных азотом клетках нанодатчики пылают ярким красным цветом. С введением кислорода свечение становится менее насыщенным. Таким образом ученым удалось не только определить зависимость яркости свечения от концентрации кислорода, но и продолжительность свечения, также зависимую от концентрации кислорода.

Новый датчик достаточно чувствителен для того, чтобы обнаруживать даже единичные наночастицы. А поскольку последние легко принимаются клетками, они идеальны для количественного определения концентрации кислорода в живых клетках и тканях.