Слабоосновный флуоресцентный краситель для прижизненной окраски кальциевых структур в живых организмах

Аннотация

Прижизненные красители, способные окрашивать формирующиеся скелетные элементы из карбоната или фосфата кальция, содержат карбоксильные группы, способные к взаимодействию с ионами кальция. Данные красители востребованы как в исследованиях механизмов биоминерализации, так и при введении меток в рыб и моллюсков при экологических и аквакультурных экспериментах. В то же время, молекулы красителей, несущие отрицательный заряд, например, кальцеина, плохо проникают через клеточные мембраны, что приводит к необходимости использования высоких концентраций, вызывающих токсические эффекты и неспецифическую окраску. В данной статье разработан эффективный метод синтеза нового флуоресцентного красителя QE2, содержащего слабоосновную аминогруппу и две карбоксильные группы в форме метиловых эфиров, способных к гидролизу в слабощелочной среде или под действием ферментов. Флуоресценция QE2 и продукта его гидролиза существенно зависит от полярности среды, усиливаясь в неполярном окружении с одновременным смещением испускания из зелёно-голубой в синюю область. Краситель способен легко проникать в живые клетки, что показано на примере культуры динофлагеллят. Культивирование организмов с кальциевыми скелетами (гастроподы, рыбы) в присутствии QE2 приводит к флуоресцентному окрашиванию зон роста (устья раковин гастропод, элементы скелета и плавников рыб). Краситель QE2 может найти применение для отслеживания зон кальциевой минерализации, оценки полярности клеточных органелл, введения меток в рыбы для экспериментов в области экологии и аквакультур, окрашивания клеточных культур и скелетных элементов для исследования методом конфокальной микроскопии.