Particelle silice-peg come marcatori luminescenti alternativi ai tandem-dyes

Il metodo permette di ottenere direttamente ed immediatamente sistemi luminescenti alternativi ai classici TANDEM DYES basati su coniugati fluoroforo-ficoeritrina o fluoroforo-alloficocianina, ed anche a sistemi nanostrutturati come i Quantum Dots (QDs).

Titolo brevetto Nanoparticelle di silice drogate con una molteplicità di coloranti caratterizzate da trasferimento di energia ad elevata efficienza e capaci di stoke-shift modulabile
Area Chimica e biotecnologie
Titolarità Alma Mater Studiorum - Università di Bologna
Inventori Luca Prodi, Sara Bonacchi, Marco Montalti, Nelsi Zaccheroni, Riccardo Juris, Damiano Genovese, Enrico Rampazzo
Ambito territoriale di tutela Europa, USA, Cina, Giappone
Stato Disponibile per accordi di licenza
Depositato il 14/10/2010

I coloranti luminescenti vengono usati come marcatori in diverse applicazioni. Le misure di fluorescenza sono generalmente molto sensibili, a basso costo, facili da eseguire e molto versatili, ed offrono una risoluzione spaziale sub micrometrica ed una temporale inferiore ai millisecondi.La versatilità della spettroscopia di luminescenza deriva anche dal grande numero di parametri che possono essere variati per ottimizzare il segnale. Problematiche analitiche particolarmente complesse possono essere superate tramite il controllo delle lunghezze d’onda di eccitazione e di emissione, della finestra temporale di acquisizione del segnale e della polarizzazione della luce di eccitazione e/o di emessa.

Usando alcune particelle di silice in combinazione con una selezione di coloranti provvisti di particolari caratteristiche spettrali, è possibile ottenere dei sistemi dotati di elevati Stokes shift, anche utilizzando una singola lunghezza d’onda di eccitazione ed in cui il problema dell’auto spegnimento dei coloranti è evitato o sostanzialmente ridotto. Allo stesso tempo si ottiene un colorante che ha una emissione di fluorescenza ad una lunghezza d’onda maggiore, sebbene l’eccitazione avvenga ad una lunghezza d’onda minore. L’oggetto della presente invenzione è quindi una particella di silice comprendente una micella avente un guscio esterno sostanzialmente idrofilico e una parte centrale sostanzialmente idrofobica; un nucleo, che è situato nella porzione centrale della micella e comprende un reticolo di silicato; una pluralità di molecole, che comprende almeno una molecola di tensioattivo funzionalizzato.

Il metodo permette di ottenere direttamente ed immediatamente sistemi luminescenti alternativi ai classici TANDEM DYES, basati su coniugati fluoroforo-ficoeritrina o fluoroforo-alloficocianina, ed anche ai sistemi nanostrutturati come i Quantum Dots (QDs). In particolare tale metodo si propone come adatto a sviluppare immediatamente marcatori luminescenti in cui c’è un’elevata separazione tra la lunghezza d’onda di eccitazione e quella di emissione. Tra le applicazioni immediate ci sono quindi quelle legate alla citofluorimetria. Oltre a tali vantaggi, ne possiamo menzionare altri:

  • Sensibilizzazione molto alta dell’accettore finale e bassissima emissione residua dei differenti donatori, quando la particella contiene più di due coloranti;
  • Stokes shifts molto ampi, fino a 700-800 nm;
  • Brightness molto elevate, anche eccitando il donatore ad energia più alta (donatore più nel blu);
  • intensità residua complessivamente trascurabile per tutti i coloranti, eccetto l’ultimo accettore.