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Por que os corantes fluorescentes são mais brilhantes que as proteínas fluorescentes? Revele os segredos dos cientistas!
Na pesquisa biomédica atual, a imagem por fluorescência, como uma tecnologia de imagem não invasiva, tem recebido cada vez mais atenção. Através desta tecnologia, os cientistas podem visualizar processos biológicos em organismos vivos e obter dados ricos. Tradicionalmente, os experimentos de imagem de fluorescência têm se baseado na combinação de corantes fluorescentes e proteínas fluorescentes, sendo os corantes fluorescentes particularmente proeminentes devido às suas vantagens nas propriedades ópticas.
A fluorescência é essencialmente o processo pelo qual uma substância absorve radiação eletromagnética e emite luz de determinado comprimento de onda, o que faz com que o uso de corantes fluorescentes continue aumentando em experimentos científicos.
Mecanismo de fluorescência
Quando uma molécula absorve energia luminosa, sua energia é instantaneamente elevada para um estado de excitação mais elevado. Este estado é de curta duração, após o qual a molécula retorna ao seu estado fundamental e emite fluorescência. A luz emitida possui um comprimento de onda específico, que é pré-definido para que o instrumento possa ser configurado corretamente para medição durante o experimento.
Corantes e proteínas fluorescentes
Em comparação com as proteínas fluorescentes, as vantagens dos corantes fluorescentes são o seu maior brilho e fotoestabilidade. O brilho da fluorescência depende de dois fatores principais: coeficiente de extinção e eficiência quântica. Isto significa que o corante fluorescente pode absorver e converter a luz de forma mais eficiente quando atinge o alvo, emitindo assim um sinal fluorescente mais forte.
Tomemos como exemplo o NanoOrange. Esse corante pode se ligar à região hidrofóbica das proteínas e sua estabilidade faz com que ele se destaque em muitos estudos.
Intervalo e sistema de imagens
A faixa de imagens de fluorescência geralmente está entre 300-800 nm, e a intensidade da imagem é linearmente proporcional ao número de moléculas fluorescentes. Os efeitos de sombra e a tecnologia de foco de luz garantem a clareza da luz emitida e garantem a precisão da imagem. Através de sistemas de aquisição de imagens de alta qualidade, os cientistas podem monitorar mudanças nos processos biológicos a qualquer momento.
Campos de aplicação
A imagem por fluorescência é amplamente utilizada em uma variedade de campos biomédicos, incluindo visualização de DNA em PCR, quantificação de dados em Western blotting e cirurgia guiada por imagem em tempo real no rastreamento do câncer. Estas aplicações demonstram a importância dos corantes fluorescentes em processos biológicos complexos.
Por exemplo, a indocianina verde usada em cirurgias de câncer pode ajudar os médicos a identificar e remover tecido tumoral, o que demonstra plenamente o valor clínico da imagem fluorescente.
Direção futura
A comunidade científica continua a desenvolver proteínas fluorescentes numa tentativa de melhorar as suas capacidades de imagem. Através da engenharia genética, os cientistas podem alterar as características de fluorescência e o comprimento de onda de trabalho ideal das proteínas, bem como reduzir a sua sensibilidade ao ambiente.
Conclusão
Concluindo, embora as proteínas fluorescentes desempenhem um papel importante nas investigações biológicas, a falta de tempo de maturação e o alto brilho dos corantes fluorescentes fazem delas a primeira escolha para laboratórios. Como é que os desenvolvimentos futuros mudarão a nossa compreensão da tecnologia de imagem biológica e do seu potencial de aplicação, e que novas tecnologias serão promovidas?
