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Química orgánica: 2018 - Síntesis asistida por microondas de una biblioteca de sondas moleculares de infrarrojo cercano para imágenes in vivo - Maged Henary

 Maged Henary  

Un método asistido por microondas para la síntesis de una biblioteca de sondas moleculares de infrarrojo cercano (NIR), como cianinas de pentametina simétricas y sus precursores correspondientes. Esta clase de compuestos es ventajosa para la obtención de imágenes in vivo debido a la baja absorción de moléculas biológicas en la ventana NIR. La síntesis por microondas reduce el tiempo de reacción para la síntesis de colorantes de días a minutos, además de producir mayores rendimientos (89-98%) en comparación con el método de calentamiento convencional (18-64%). También en este estudio, demostramos que es posible crear fluoróforos de infrarrojo cercano específicos de tejido (tiroides, glándulas salivales y suprarrenales) utilizando la estructura química inherente. Por lo tanto, una sola molécula compacta realiza tanto la orientación como la obtención de imágenes. La obtención de imágenes ópticas ha sido el pilar de la histología, los bioensayos y la microscopía durante varias décadas debido a la alta resolución espacial y la excepcional sensibilidad de detección de la táctica. En particular, la obtención de imágenes de múltiples canales distingue a la obtención de imágenes ópticas de otros métodos de obtención de imágenes (Hilderbrand y Weissleder, 2010-2010). Debido a la enorme ventana de obtención de imágenes ópticas, normalmente entre 400 y 1200 nm, es posible utilizar múltiples sondas fluorescentes durante un único experimento sin que se produzca una filtración significativa entre los canales de obtención de imágenes. Por tanto, la obtención de imágenes de múltiples canales tiene un gran potencial para facilitar la observación de múltiples dianas moleculares en células y tejidos. Por ejemplo, se visualizaron cinco drenajes de glándulas linfáticas distintos durante una única sesión de obtención de imágenes utilizando dendrímeros marcados con fluoróforos de varios colores. Las microondas son un tipo de onda electromagnética con longitudes de onda que van desde aproximadamente un metro hasta al menos un milímetro; con frecuencias entre 300 MHz (1 m) y 300 GHz (1 mm). Diferentes fuentes definen diferentes rangos de frecuencia como microondas; la amplia definición anterior incluye bandas UHF y EHF (ondas milimétricas). Una definición más común en ingeniería de radiofrecuencia es que el rango entre 1 y 100 GHz (longitudes de onda entre 0,3 y 3 mm). En todos los casos, los microondas incluyen toda la banda SHF (3 a 30 GHz, o 10 a 1 cm) como mínimo. Las frecuencias dentro del rango de microondas a menudo se mencionan por sus designaciones de banda de radar IEEE: banda S, C, X, Ku, K o Ka, o por designaciones similares de la OTAN o la UE. Para ser efectivas, muchas técnicas ópticas requieren la utilización de sondas moleculares de diseño para detectar y rastrear procesos moleculares o biomarcadores de interés. Por lo tanto,el desarrollo de nuevas sondas moleculares ha atraído la atención de los investigadores durante varias décadas debido a sus diversas aplicaciones en química, biología y medicina. (Ballou, et al., 2005, Rao, et al., 2007, Sameiro y Goncalves, 2009) En los últimos años, la obtención de imágenes ópticas de procesos moleculares en organismos vivos ha estimulado el interés en el desarrollo de sondas moleculares para su uso en la región del infrarrojo cercano (NIR) (700-900 nm). (Achilefu, 2010, Escobedo, et al., 2010, He, et al., 2010,Las sondas moleculares NIR ofrecen dos ventajas importantes sobre las que emiten en longitudes de onda visibles. En primer lugar, los tejidos biológicos tienen una absorción menor de la luz NIR que la luz (Achilefu), lo que permite que la luz NIR penetre más profundamente en el tejido que la luz en longitudes de onda visibles, lo que permite la evaluación de datos de estructuras más profundas. menos autofluorescencia en el NIR en comparación con las longitudes de onda visibles, lo que permite una mayor relación señal-fondo. Por lo tanto, se espera que las sondas moleculares que emiten luz dentro de la región NIR sean adecuadas para la obtención de imágenes en. vivo Los esfuerzos de investigación recientes se han centrado en el desarrollo y la utilización de dichas sondas NIR en aplicaciones de imágenes biomédicas. Durante este capítulo, se resumirán las sondas fluorescentes NIR (exclusivas). de las proteínas NIR naturales) que se utilizan para la obtención de imágenes in vitro e in vivo. Estas incluyen sondas soportadas por fluoróforos orgánicos de moléculas pequeñas, sondas basadas en nanopartículas y nuevas sondas de obtención de imágenes multimodales. Los generadores de imágenes in vivo, a veces llamados sistemas de imágenes preclínicas, son sistemas de imágenes que examinan profundamente los tejidos de sujetos vivos. Las ventajas de este tipo de sistema son que brinda la imagen más completa de los efectos biológicos de un tratamiento o enfermedad.lo que permite una mayor relación señal-fondo. Por lo tanto, se espera que las sondas moleculares que emiten luz dentro de la región NIR sean adecuadas para la obtención de imágenes in vivo. Los esfuerzos de investigación recientes se han centrado en el desarrollo y la utilización de dichas sondas NIR en aplicaciones de imágenes biomédicas. Durante este capítulo, se resumirán las sondas fluorescentes NIR (exclusivas de las proteínas NIR naturales) que se utilizan para la obtención de imágenes in vitro e in vivo. Estas incluyen sondas soportadas por fluoróforos orgánicos de moléculas pequeñas, sondas basadas en nanopartículas y nuevas sondas de obtención de imágenes multimodales. Los generadores de imágenes in vivo, a veces llamados sistemas de imágenes preclínicas, son sistemas de imágenes que examinan profundamente los tejidos de sujetos vivos. Las ventajas de este tipo de sistema son que brinda la imagen más completa de los efectos biológicos de un tratamiento o enfermedad.lo que permite una mayor relación señal-fondo. Por lo tanto, se espera que las sondas moleculares que emiten luz dentro de la región NIR sean adecuadas para la obtención de imágenes in vivo. Los esfuerzos de investigación recientes se han centrado en el desarrollo y la utilización de dichas sondas NIR en aplicaciones de imágenes biomédicas. Durante este capítulo, se resumirán las sondas fluorescentes NIR (exclusivas de las proteínas NIR naturales) que se utilizan para la obtención de imágenes in vitro e in vivo. Estas incluyen sondas soportadas por fluoróforos orgánicos de moléculas pequeñas, sondas basadas en nanopartículas y nuevas sondas de obtención de imágenes multimodales. Los generadores de imágenes in vivo, a veces llamados sistemas de imágenes preclínicas, son sistemas de imágenes que examinan profundamente los tejidos de sujetos vivos. Las ventajas de este tipo de sistema son que brinda la imagen más completa de los efectos biológicos de un tratamiento o enfermedad.