Immagini più veloci, più nitide e più semplici grazie ai “coloranti auto-lampeggianti”
Un gruppo di ricerca sviluppa un nuovo approccio per l'utilizzo dei nanocorpi nella microscopia a super-risoluzione
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I nanocorpi sono frammenti di anticorpi estremamente piccoli che si legano a molecole specifiche. Quando vengono marcati con coloranti, i nanocorpi possono essere utilizzati come sonde per potenziare la microscopia a super-risoluzione. Tuttavia, i coloranti “blinking” convenzionali spesso presentano prestazioni insoddisfacenti quando vengono fissati ai nanocorpi, limitandone i vantaggi pratici. Un gruppo di ricerca internazionale guidato dall’Università di Gottinga e dal Centro medico universitario di Gottinga (UMG) ha ora dimostrato che i coloranti auto-lampeggianti – in grado di passare autonomamente da uno stato luminoso a uno scuro – superano questa limitazione. Il nuovo approccio combina l’elevata precisione di marcatura dei nanocorpi con l’imaging robusto e semplice dei coloranti auto-lampeggianti, semplificando gli esperimenti e migliorando la riproducibilità e l’elevata produttività della microscopia a super-risoluzione. I risultati sono stati pubblicati su *Nano Letters*.
L'immagine a sinistra mostra un'immagine ad altissima risoluzione ottenuta utilizzando nanocorpi con un colorante convenzionale a emissione intermittente (in cui l'emissione intermittente è scarsa), mentre l'immagine a destra mostra un colorante auto-emissivo che garantisce una qualità dell'immagine migliorata. Entrambe le immagini mostrano i microtubuli, parte della rete strutturale interna che aiuta le cellule a mantenere la loro forma e a organizzare il trasporto, nelle cellule umane U2OS, una linea cellulare ampiamente utilizzata in laboratorio.
Roman Tsukanov and the original publication in Nano Letters (2026) DOI: 10.1021/acs.nanolett.6c02799
Un colorante auto-lampeggiante è una molecola fluorescente che passa spontaneamente da uno stato luminoso “acceso” a uno scuro “spento”. Questo lampeggiamento è essenziale per la microscopia a super-risoluzione perché consente di rilevare le singole molecole fluorescenti una dopo l’altra e di localizzarle con estrema precisione. Anche i coloranti convenzionali possono lampeggiare, ma solitamente richiedono tamponi chimici appositamente preparati e condizioni di imaging attentamente controllate. Inoltre, uno dei coloranti più diffusi offre prestazioni insufficienti quando viene legato ai nanocorpi, con conseguente scarsa qualità dell’immagine. «I nanocorpi offrono un’eccellente precisione, ma il loro impiego nella microscopia a super-risoluzione è stato limitato dalle scarse prestazioni dei coloranti lampeggianti convenzionali», afferma il dott. Felipe Opazo del Centro per l’Imaging Biostrutturale della Neurodegenerazione (BIN) presso l’UMG. «La combinazione dei nanocorpi con coloranti auto-lampeggianti preserva l’elevata accuratezza di marcatura, ripristinando al contempo un lampeggiamento robusto, rendendo l’imaging a super-risoluzione più semplice, più riproducibile e più facile da utilizzare».
Il team ha dimostrato che l’approccio funziona con diverse tecniche di microscopia a super-risoluzione, comprese alcune delle tecniche di microscopia a fluorescenza più precise attualmente disponibili. Il successo dell’applicazione nel microscopio MINFLUX evidenzia il potenziale del metodo – dalla microscopia a super-risoluzione convenzionale alla nanoscopia all’avanguardia.
«Il nostro obiettivo è rendere la microscopia a super-risoluzione più facile da utilizzare al di fuori dei laboratori di microscopia specializzati», afferma il dott. Roman Tsukanov, ricercatore post-dottorato senior presso l’Università di Gottinga. «I coloranti auto-lampeggianti rendono il flusso di lavoro di imaging molto più semplice e abbassano la barriera di accesso al campo della microscopia a super-risoluzione per i ricercatori che non sono esperti di microscopia – tra cui biologi, chimici, medici e coloro che operano in altri campi di ricerca». Questo lavoro afferma i coloranti auto-lampeggianti per nanocorpi come metodo versatile per un’imaging su scala nanometrica accurato, affidabile e accessibile.
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