Complejo fluorescente de rutenio

Para el estudio de la célula hay varios métodos de marcaje que van desde tinciones hasta métodos fotoquímicos de marcaje con especies fosforescentes. El bromuro de etidio y el yoduro de propidio son sustancias fluorescentes que se ocupan para detectar la presencia de ARN o ADN. Cuando cualquiera de estas dos sustancias se une a un ácido nucleico, el compuesto resultante es aproximadamente 20 veces más fluorescente, lo que permite obtener una imagen de la célula por fluoroscopía. Sin embargo, el tiempo que dura la fluorescencia del compuesto está en el orden de los nanosegundos. Para una medición efectiva se ha ocupado el método de time-resolved spectroscopy que permite detectar procesos moleculares que ocurren muy rápido. Recientemente se publicó un artículo en el que se reporta la síntesis de un complejo de rutenio-etidio como un agente para marcaje fluorescente selectivo del ARN.

La fluorescencia es un fenómeno fotoquímicos que ocurre cuando una molécula absorbe un fotón y como resultado se emite otro fotón pero de menor energía. Cuando la molécula absorbe en la región UV, el fotón emitido generalmente se encuentra en la región visible y por eso vemos que algunos materiales brillan. La dificultad del marcaje fluorescente yace en el tiempo tan corto que dura el efecto y a que muchos componentes celulares pueden ser fluorescentes debido a la excitación producida con la luz que se ocupa en la espectroscopía, lo que mete ruido de fondo en la imagen. Algunos complejos de rutenio ya se habían probado como agentes de marcaje fluorescente, probablemente por la energía de sus enlaces moleculares que permiten absorciones en la región UV, y se observó que sí había emisión de luz pero no muy intensa. Sin embargo, lo más importante fue el hecho de que los complejos de rutenio incrementan el tiempo que dura la fluorescencia hasta el orden de los microsegundos. Se utilizó un complejo de isotiocianato de rutenio (II) unido a grupos fenantridina que son compuestos que se unen a los ácidos nucleicos y son las bases de los tintes fluorescentes. Este complejo se unió a un derivado del etidio para producir el agente de marcaje reportado.




Este compuesto se sometió a pruebas de emisión de luz para comparar cuanto cambia la del complejo unido al ácido nucleico comparado con el original. Se encontró que la diferencia era bastante amplia, ya que la intensidad de emisión del complejo unido al ARN era casi nueve veces más grande. Además se observó que el complejo era selectivo del ARN ya que las zonas iluminadas al probarlo en células de cáncer de mama fueron el citoplasma y el nucléolo, que corresponden a los lugares donde normalmente se encuentra el ARN en sus diferentes formas. El tiempo de vida de la señal fue de 96 ns, que aún es un tiempo pequeño pero definitivamente más grande que cualquiera de los compuestos que se utilizan en la actualidad. Por lo tanto, este complejo de rutenio podría convertirse en una molécula de marcaje importante e incluso podría utilizarse en estudios de células in vivo.

Referencias

A covalently linked phenanthridine–ruthenium(II) complex as a RNA probe. Naphtali A. O Connor, Nathan Stevens, Diana Samaroo, Marissa R. Solomon, Angel A. Martí, Joanne Dyer, Harshad Vishwasrao, Daniel L. Akins, Eric R. Kandel and Nicholas J. Turro. Chem. Commun., 2009.
Cell and tissue autofluorescence research and diagnostic applications. M. Monici. Biotechnol Annu Rev, 2005.