Quantum dots zijn heel eenvoudig door een celmembraan te duwen door hard te knijpen. Dat opent perspectieven voor het labelen van eiwitten in zo’n cel, schrijven MIT-onderzoekers in Nano Letters.

Zulke quantum dots zijn nanodeeltjes van halfgeleidend materiaal. Vergeleken met de fluorescerende eiwitten die nu nog als label worden gebruikt, reageren quantum dots op een veel smaller golflengtegebied dat ook nog nauwkeurig is in te stellen. Dat betekent in principe dat je een aantal verschillende eiwitten tegelijk zou moeten kunnen labelen, waarna je ze onder de microscoop allemaal afzonderlijk kunt volgen.

Die quantum dots modificeren zodat ze elk specifiek aan een ander eiwit hechten, is nog wel te doen. Alleen laten celmembranen zulke indringers niet zomaar binnen. Liever kapselen ze ze in in een zogeheten endosoom, een bolletje van membraanmateriaal dat zijn inhoud als het ware in quarantaine houdt.

Aan het MIT hebben ze nu een lab-op-een-chip bedacht met microkanaaltjes van 50 micrometer diameter, waar een cel gemakkelijk doorheen kan. Halverwege zit echter een vernauwing van 6 micrometer, in dat is wèl iets kleiner dan de natuurlijke diameter van zo’n cel. Het celmembraan is flexibel genoeg om de cel er toch doorheen te drukken, maar het is wel knijpen.

En als er dan een quantum dot tussen de cel en de kanaalwand zit, dan blijkt die gewoon door het membraan te worden gedrukt. De onderzoekers vermoeden dat het komt doordat dat membraan zo sterk wordt vervormd dat het heel even gaat lekken. Daarna herstelt het zichzelf, zodat 80 to 90 procent van de cellen de behandeling overleeft.

De onderzoekers hebben het met succes uitgeprobeerd met eierstokkankercellen en groen fluorescerende quantum dots van calciumselenide. Om te bewijzen dat de dots echt in het cytoplasma van de cel belanden en niet in een endosoom, labelden ze met een rode kleurstof via een disulfidebinding. Het cytoplasma is een reducerende omgeving waarin zo’n binding niet lang intact blijft, en inderdaad veranderde de kleur na korte tijd van rood naar groen.

bron: C&EN