Лаборатории используют поверхностно-активные вещества для разделения предметов, а флуоресцентные красители - для видения предметов. Химики Университета Райса объединили эти два вещества, чтобы упростить жизнь ученым во всем мире.

Лаборатория химика Анхеля Марти из Школы естественных наук Висса представила линейку из восьми флуоресцентных поверхностно-активных веществ в области чистой и прикладной химии. Это примеры того, что, по его мнению, станет модульным набором флуоресцентных поверхностно-активных веществ для лабораторий и промышленности.

Аспирант Марти и Райс и ведущий автор Эшли Смит Макуильямс разработали соединения в первую очередь для получения изображений отдельных нанотрубок или клеток как можно проще.

"Мы можем окрашивать клетки или углеродные нанотрубки этими поверхностно-активными веществами", - сказал Марти. "Они прилипают к клеткам или нанотрубкам, и теперь вы можете использовать флуоресцентную микроскопию для их визуализации".

Мыло и моющие средства являются распространенными поверхностно-активными веществами. Это молекулы, состоящие из двух частей, с головками, притягивающими воду, и хвостами, избегающими воды. Поместите их достаточное количество в воду, и они образуют мицеллы, головками наружу, а хвостиками внутрь. (Подобные структуры образуют защитные пористые барьеры вокруг клеток.)

Макуильямс производил поверхностно-активные вещества путем взаимодействия флуоресцентных красителей с неполярными хвостами на спиртовой основе, которые заставляли головки светиться при воздействии видимого света. Когда соединения обволакивают углеродные нанотрубки в растворе, они не только препятствуют агрегации нанотрубок, но и делают их намного лучше видимыми под микроскопом.

"Поверхностно-активные вещества использовались для многих различных применений в течение многих лет, но мы сделали их особенными, преобразовав их в изображения, которые вы обычно не видите", - сказал Марти.

"Флуоресцентные поверхностно-активные вещества изучались и раньше, но новым в наших разработках является их универсальность и относительная простота", - сказал Макуильямс. "Мы используем обычные красители и планируем производить эти поверхностно-активные вещества с множеством цветов и флуоресцентных свойств для конкретных применений".

По словам Марти, это может иметь далеко идущие последствия.

"Они могут выходить далеко за рамки приложений для визуализации", - сказал он. "Например, производители одежды используют поверхностно-активные вещества и красители. Теоретически они могли бы их комбинировать; вместо использования двух разных химических веществ они могли бы использовать одно.

"Я также могу представить их использование для очистки воды, где поверхностно-активные красители могут быть настроены на улавливание загрязняющих веществ и разрушение их с помощью видимого света", - сказал Марти. "Для биомедицинских применений их можно настроить на конкретные клетки и убивать только те, которые вы излучаете светом. Это позволило бы локализовать способ лечения, скажем, рака кожи".

Марти сказал, что его лаборатория смогла подтвердить, что флуоресцентные поверхностно-активные вещества действительно существуют. "Мы смогли охарактеризовать критическую концентрацию мицелл, концентрацию, при которой начинают образовываться мицеллы", - сказал он. "Таким образом, мы на 100% уверены, что эти молекулы являются поверхностно-активными веществами".