Nanoparticules fluorescentes bipolaires à photoswitching réversible comme nouveaux outils pour l'imagerie de cellules vivantes

Des nanoparticules fluorescentes bipolaires optiquement commutables, intégrant deux classes de colorants dans les chaînes polymériques, ont été synthétisées en utilisant une méthode de polymérisation en émulsion. Les nanoparticules se composent d'un colorant photoisomérisable organique, le spiropyran, en tant que composant optiquement réactif et d'un autre colorant fluorescent, la diimide de pérylène, en tant qu'émetteur à haute énergie. Sous irradiation UV, le spiropyran incolore subit une photoisomérisation pour donner du mérocyan, qui absorbe à 588 nm et fluoresce fortement à 670 nm. La bande d'absorption du mérocyan correspond bien aux bandes de fluorescence de la diimide de pérylène (à 535 et 575 nm), et donc le transfert d'énergie par résonance de fluorescence (FRET) convertit l'émission verte à haute énergie de la pérylène en émission rouge à basse énergie lorsque la forme mérocyan est présente. Lorsqu'ils sont exposées à une lumière UV (420 nm) alternative, les nanoparticules alternent entre fluorescence rouge et verte alors que les formes spiro et méro de la composante optiquement réactive s'interconvertissent. Les intensités photoluminescentes relatives de la fluorescence verte de la diimide de pérylène et de la fluorescence rouge des mérocyan peuvent être contrôlées en faisant varier le rapport d'alimentation de la diimide de pérylène et du monomère de spiropyran pendant la polymérisation. Ces nanoparticules fluorescentes bipolaires ont été développées comme de nouveaux outils potentiels pour des applications biomédicales et l'imagerie de cellules vivantes. Lorsqu'elles sont introduites dans des cellules HEK-293, elles affichent soit une fluorescence rouge, soit une fluorescence verte, selon la longueur d'onde de lumière qui met en évidence les cellules.