St Andrews Üniversitesi'nden bilim insanları, aynı anda iki fotonu soğurup dairesel polarize ışık yayabilen organik malzemelerin ilk örneklerini oluşturdular. Bu nadir özellik bileşimi, biyolojik dokuların derinlemesine taranmasında devrim vaat ediyor.
Floresan mikroskopisi için kullanılan sıradan boyalar doku kalınlığında hızla saçılır ve sinyal birkaç yüz mikrometre derinlikte zayıflar. Çok rezonanslı termal olarak aktive edilmiş gecikmeli floresan malzemeler (MR-TADF) sınıfından yeni kiral moleküller farklı davranır: kızılötesi ışığın iki fotonunu birden soğurur, ardından kesin olarak belirlenmiş polarizasyona sahip görünür ışık yayarlar.
Tek bir ışık yerine aynı anda iki ışın yayan ve ışığın hangi yöne doğru kıvrıldığını "hatırlayan" bir el feneri düşünün. Bu bileşikler tam olarak böyle çalışır. Moleküllerin kiralliği — aynadaki görüntüleriyle simetrik olmamaları — yayılan ışığın ağırlıklı olarak bir yöne doğru dönmesine neden olur; bu da gürültünün filtrelenmesine ve daha net bir görüntü elde edilmesine olanak tanır.
İki fotonlu soğurma tek başına bile tıpta kullanılmaktadır: kızılötesi ışık görünür ışıktan daha derine nüfuz eder ve dokulara daha az zarar verir. Dairesel polarize lüminesansın eklenmesi sinyali daha da bilgilendirici kılar — araştırmacılar daha önce tek bir bulanık kütle içinde birleşen yapıları ayırt edebilecekler.
Nature Communications'da yayımlanan çalışma, Profesör Eli Zisman-Kolman'ın grubu tarafından Durham Üniversitesi'ndeki meslektaşlarıyla işbirliği içinde gerçekleştirildi. Şimdilik bunlar laboratuvar örnekleri, ancak şimdiden açık: bu tür malzemeler tümörlerin, damarların ve sinir liflerinin birkaç milimetre derinlikte noninvaziv görüntülenmesi için temel oluşturabilir.
Gelecekte doktorlar iç organların üç boyutlu görüntülerini röntgen ve güçlü manyetik alanlar olmadan elde edebilecek, biyologlar ise bir organizmanın içinde canlı süreçleri gerçek zamanlı olarak izleyebilecek. Tek bir malzeme iki sorunu birden çözüyor: derin nüfuz ve yüksek kontrastlı polarize sinyal.
Araştırmacılar yeni bileşikleri biyolojik ortamlarda test etmeye çoktan başladılar.
