Um grupo de pesquisadores da Universidade de Oregon desenvolveu uma nova classe de moléculas fluoróforas circulares solúvel em água. Essas moléculas são chamadas de nanohoops, elas emitem cores com base no diâmetro dos nanotubos circulares feitos de carbono e hidrogênio. Atualmente, os  fluoróforos são importantíssimos para a observação e monitoramento de eventos biológicos complexos em tempo real, diagnóstico de doenças dentre outras finalidades.

Moléculas fluoróforas possuem componentes em sua estrutura que são capazes de absorver energia em um determinado comprimento de onda e posteriormente emitir essa energia em outro comprimento de onda maior, produzindo fluorescência.  

O artigo “Expanding the Chemical Space of Biocompatible Fluorophores: Nanohoops in Cells” publicado em agosto de 2018, na ACS Central Science, detalha como os nanohoops são sintetizados. Inicialmente, eles não eram solúveis em água, então foram sintetizados com uma cadeia química lateral para permitir a solubilidade e facilitar a passagem através das membranas celulares.

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Figura 2: Estrutura do Nanohoop. Retirada do artigo Expanding the Chemical Space of Biocompatible Fluorophores: Nanohoops in Cells.

Nanohoops são formados por pedaços circulares de nanotubos de carbono. Sua fluorescência é modulada pelo número de anéis de benzeno presentes no nanotubo, ou seja, a cor emitida é dependente do diâmetro do nanotubo. Isso gera um enorme potencial de estruturas circulares com diferentes propriedades fluorescentes para o desenvolvimento de sondas e corantes fluorescentes para os mais diversos fins.

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Figura 3: Diferentes diâmetros de nanotubo. ([n]CPP; CPP = cicloparafenileno, n = número de anéis de benzeno). Retirada do artigo Expanding the Chemical Space of Biocompatible Fluorophores: Nanohoops in Cells.

A equipe de pesquisadores constatou diversos pontos positivos desde novo fluoróforo, assim como uma toxicidade similar aos corantes fluorescentes tradicionalmente usados. Além da capacidade de serem guiados para locais dentro das células, onde uma cadeia lateral contendo ácido fólico levou os nanohoops até células cancerígenas. E também possuem estabilidade extremamente alta em uma ampla faixa de valores de pH. Além de se dissolverem melhor em meios aquosos que estruturas de fluoróforos planos.

Os nanohoops apresentam grandes expectativas para o desenvolvimento de novas sondas e tecnologias relacionadas. O desenvolvimento de novos compostos como este enfatiza a importância da pesquisa para o desenvolvimento de diversas áreas da ciência.