New Dye oferece um avanço em imagens profundas e terapia de câncer

New Dye oferece um avanço em imagens profundas e terapia de câncer

Pesquisadores da Universidade Metropolitana de Tóquio desenvolveram um novo corante que pode absorver fortemente a segunda radiação infravermelha próxima e convertê-la em calor. Começando com um corante da família dos pigmentos biliares, eles desenvolveram uma estrutura de anel única que pode ligar o ródio e o irídio. Medições e modelagem mostraram fortes absorções secundárias de infravermelho próximo e fotoestabilidade excepcional. As segundas ondas próximas do infravermelho penetram facilmente no tecido humano; O novo corante pode ser usado em terapias e imagens de tecidos profundos.

A segunda região do infravermelho próximo do espectro eletromagnético (1000-1700 nanômetros) é uma faixa de comprimento de onda potencialmente importante para a ciência médica. Nesta área, a luz não é tão fortemente espalhada ou absorvida pelo tecido biológico. Esta transparência torna-o ideal para fornecer energia a partes mais profundas do corpo, seja para imagens ou tratamentos. Um exemplo importante dessa terapia é a imagem fotoacústica no diagnóstico e tratamento do câncer. Quando um agente de contraste injetado no corpo é injetado com luz, ele emite calor, criando pequenos choques de ultrassom que podem ser detectados por imagem ou danificar as próprias células cancerígenas.

A eficácia desta abordagem depende da disponibilidade de agentes de contraste estáveis ​​que possam absorver eficientemente a luz nestes comprimentos de onda. No entanto, a maioria dos agentes de contraste são mais sensíveis na primeira região do infravermelho próximo (700-1000 nanômetros), onde os efeitos de dispersão são mais fortes e o fornecimento de energia é menos eficiente.

Agora, uma equipe de pesquisadores liderada pelo professor associado Masatoshi Ichida, da Universidade Metropolitana de Tóquio, desenvolveu um novo composto químico que supera o calcanhar de Aquiles. Começando com um corante da família dos pigmentos biliares chamado bilatrieno, eles usaram um método conhecido como química de confusão N para alterar a estrutura do anel do bilatrieno para aceitar a ligação de íons metálicos. Em seu trabalho recente, eles incorporaram com sucesso íons de ródio e índio no anel por meio de átomos de nitrogênio.

O novo corante da equipe mostrou sua absorção de luz mais forte em um comprimento de onda de 1.600 nanômetros em condições normais, o que é bom na segunda região do infravermelho próximo. Também demonstrou ser altamente fotoestável, o que significa que não se quebra facilmente quando exposto à luz. Medições detalhadas de como a molécula responde a campos magnéticos e cálculos numéricos usando a teoria do funcional de densidade (DFT) mostraram como a distribuição única de elétrons em uma nuvem abrangendo toda a estrutura complicada da molécula de ligação metálica (também conhecida como radical-PI) resultou em absorções não possíveis em compostos semelhantes existentes.

Como o segundo infravermelho próximo não é tão fortemente absorvido pelos tecidos, as regiões sensibilizadas com o corante podem ser mais expostas à luz, permitindo imagens mais nítidas e melhor distribuição de calor para terapias. A equipe espera que sua molécula abra as portas para novas abordagens para a medicina de tecidos profundos, bem como para aplicações mais gerais na catálise química.

Este trabalho foi apoiado pelos números de concessão JSPS JP20H00406 e JP22K19937, número de concessão JST Presto JPMJPR2103, Fundação de Ciência e Tecnologia Izumi, Infraestrutura de Pesquisa Avançada para Materiais e Nanotecnologia no Japão (Arim) do Ministério da Educação, Esportes, Esportes, Ciência, Ciência e Tecnologia (MEXT) sob o número da proposta JPMXP1222ms1802, o Programa de Pesquisa Cooperativa de NJRC Mater. & Dev. E uma bolsa Tokyo Global Partner Fellowship da Tokyo Metropolitan University.

Fontes: