15.06.2022 - Trinity College Dublin

Des scientifiques créent des gels luminescents offrant une multitude d'applications, de la contrefaçon à la biodétection.

Des scientifiques du Trinity College de Dublin se sont inspirés de la nature pour créer des gels luminescents et autocicatrisants offrant une série d'applications potentielles allant de la contrefaçon de billets de banque à la biodétection et à l'imagerie de nouvelle génération.

Les scientifiques ont réussi à introduire de la guanosine (une molécule qui joue de nombreux rôles métaboliques importants dans nos cellules) dans ces gels et à ajouter d'autres molécules qui peuvent avoir des effets intéressants du point de vue des matériaux et des sciences biologiques. L'un de ces ajouts à ces gels est celui d'ions de lanthanide, qui possèdent des propriétés uniques, notamment la luminescence, le magnétisme et la capacité d'accélérer des réactions spécifiques. L'étude a été publiée dans le dernier numéro de la revue Cell Press, Chem.

Les gels de guanosine présentent une chiralité (hélicité à gauche dans ce cas) et les scientifiques se sont attachés à transférer cette caractéristique aux éléments de lanthanide des gels une fois ces ions ajoutés.

Bien que cela puisse sembler être une simple étape de plus dans la recette chimique, c'est un saut qui ouvre les portes à une multitude de nouvelles applications, car cela signifie que ces gels peuvent signaler avec précision des intensités variables de ce qu'ils sont censés détecter.

D'un point de vue médical, cela pourrait signifier détecter avec précision la présence - et la quantité - d'un biomarqueur d'intérêt, par exemple. Mais les possibilités sont si nombreuses que l'équipe doit maintenant prendre le temps d'évaluer la direction à donner à ses recherches.

Oxana Kotova, chargée de recherche à l'école de chimie de Trinity et à AMBER, le centre SFI de recherche sur les matériaux avancés et la bio-ingénierie, est le premier auteur de l'étude publiée.

Le Dr Kotova, qui travaille à l'école de chimie, située dans le Trinity Biomedical Sciences Institute (TBSI), a déclaré : "Nous sommes intéressés par le développement d'hydrogels supramoléculaires de ce type, car ils ouvrent de nombreuses portes à de nouvelles applications dans divers domaines allant de la biologie aux sciences des matériaux. En transférant la chiralité sur les éléments de lanthanides de ce gel, nous avons pu modifier la réponse de luminescence chirale de ce dernier, ce qui peut aider à la compréhension future des fonctions biologiques des lanthanides récemment découvertes ainsi qu'au développement de capteurs et d'agents d'imagerie de la future génération. Nous pensons qu'il est fascinant que de telles possibilités découlent d'un nouveau matériau qui a lui-même été créé en s'inspirant de la biologie."

Thorfinnur Gunnlaugsson, professeur de chimie à l'école de chimie de Trinity et à AMBER, et basé au TBSI, est l'auteur principal de l'article de recherche. Il a ajouté : "L'idée d'Oxana était d'utiliser des blocs de construction d'ADN bioinspirés pour générer un matériau souple luminescent qui non seulement émet sous l'effet de la lumière, mais aussi s'auto-guérit, ce qui peut conduire à diverses applications, comme l'impression d'encre réactive. En outre, le matériau présenté dans cet article de Chem, donne lieu à une émission à base de chiralité lors de l'irradiation de la lumière visible. Cela signifie qu'en utilisant une technique appelée luminescence polarisée circulaire (CPL), nous pouvons observer l'émission "à droite ou à gauche" (c'est-à-dire polarisée) du matériau. L'utilité de cette technique spectroscopique devient rapidement évidente et son utilisation dans la recherche chimique et biologique est en train de trouver sa niche. Cela a des conséquences importantes pour les applications potentielles des matériaux mous bio-inspirés à base de lanthanides, comme la surveillance des processus biologiques, l'imagerie cellulaire en direct et l'administration de médicaments, pour n'en citer que quelques-unes. La technique CPL est également un moyen important de développer des encres de contrefaçon "réactives" pour l'impression de billets de banque, d'étiquettes, etc. Les possibilités sont donc vastes pour les développements futurs, et nous sommes ravis de participer à cette découverte importante, qui n'a été rendue possible que par la réunion de groupes de recherche de premier plan dotés d'une solide expertise."

  • Oxana Kotova et al.; Lanthanide luminescence from supramolecular hydrogels consisting of bio-conjugated picolinic-acid-based guanosine quadruplexes; Chem; 2022

Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.

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