Sonde fluorescenti per lo studio di potenziali biomarcatori proteici

Le squaraine sono delle molecole che presentano una struttura derivante dall'acido squarico e costituiscono una classe di fluorofori organici che mostrano intensa fluorescenza, tipicamente nella regione del rosso e nel vicino infrarosso. Sono altamente solubili nei solventi organici, nei quali presentano una notevole emissione in fluorescenza ed elevate rese quantiche. Tuttavia, le squaraine sono insolubili in acqua a causa della loro tendenza a formare aggregati non fluorescenti; questo comportamento ha notevolmente ridotto l'impiego delle squaraine in ambito biologico. L'emissione indotta da aggregazione (AIE) si riferisce a un fenomeno fotofisico mostrato da un gruppo di materiali luminogenici che non emettono quando sono presenti in soluzione come singole molecole, ma diventano altamente luminescenti quando si presentano come aggregati sia in soluzione che nello stato solido. In questo studio attraverso tecniche spettroscopiche (UV-Vis e fluorescenza) è stata indagata l'interazione fra diverse proteine con alcune squaraine a nucleo indoleninico e benzoindoleninico. In particolare, sono state analizzate soluzioni a concentrazione fissa di ciascuna squaraina in presenza di concentrazioni crescenti di marcatore (pepsina, ctDNA proteasi, tripsina, transferinna, fibrinogeno, mucina ed albumina). Le squaraine in acqua hanno mostrato valori di resa quantica e di emissione molto bassi, ma a seguito della formazione del complesso con le rispettive proteine sono stati individuati significativi incrementi di tali parametri. L'incremento di fluorescenza dei complessi è stato attribuito a fenomeni AIE. Non tutte le proteine hanno dato i medesimi risultati: i complessi costituiti con albumina, mucina e transferrina sono quelli che hanno prodotto la maggiore intensità di emissione (soprattutto con le squaraine a nucleo benzoindoleninico). Questo fenomeno potrebbe essere sfruttato non solo nel settore diagnostico (come nelle biopsie liquide), ma anche nella microscopia ottica in quanto le squaraine assumerebbero il ruolo di marcatore biologico.