研究结果发表在《生物光子学杂志》上。
细胞行为的观察广泛应用于各种疾病的诊断和治疗。例如，大学科学家表示，在个性化医疗中，从患者的组织中取出活细胞，经过处理后回输体内，以治疗神经退行性疾病（痴呆、中风、阿尔茨海默氏症和帕金森氏症）和多种肿瘤。
目前单个细胞或其集体行为的变化是借助荧光来追踪的——荧光是某些化学结构在灯或激光的外部影响下所发出的光。
萨拉托夫车尔尼雪夫斯基国立大学的工作人员们在斯科尔科沃科学技术研究院的参与下，开发出了一种新的非蛋白质标签，用于研究细胞过程。科学家们说，非蛋白质标签不需要对基因组进行干预，它可以更好地保留自己的特性，并且有助于在几乎任何实验室进行研究。
萨拉托夫车尔尼雪夫斯基国立大学科学医学中心的“治疗诊断远程控制系统”实验室高级研究员波林娜·德米娜（Polina Demina）介绍说：“我们开发的系统有助于在原位（在其生命活动期间直接在细胞内部）标记专门选择的细胞，并对群体中的单个标记细胞进行长期追踪。”
她解释说，所提出的标签的基础是罗丹明B（Rhodamine B），它能够在强烈激光辐射的影响下不可逆地改变自己的颜色。染料本身可以自由地“粘附”在细胞膜上，并使附近的所有细胞发光。为了使其仅定位在有需要的细胞上，罗丹明B被放置在聚合物微容器中。
德米娜补充道：“我们的标签是一种固体颗粒，具有物理尺寸，使您可以使用普通显微镜和荧光显微镜自由地可视化所选物体。”
她介绍说，在暴露于光线之前，罗丹明B会发出橙色范围内的荧光，并具有明亮的粉红色，而在暴露于激光之后，颜色会发生变化，光谱会移至绿色区域。因此，带有“转换”标签的细胞很容易与未受辐射的细胞分开。
为了“切换”荧光颜色，可以将细胞暴露于波长为532 nm的激光，该激光通常用于在所有分子生物学和医学实验室中进行分析。科学家们认为，这使得追踪标记细胞的过程变得更容易。
科学家们解释说，新技术是现有生物标签的替代品。现在，人们正在通过创建转基因细胞系和产生荧光蛋白的活生物体来开发光学标签。
德米娜说道：“为了让细胞‘发光’，需要借助质粒或病毒改变它的DNA，这将使细胞产生一种专门的‘发光’蛋白质。因此，每个子细胞都会携带一段外源DNA。”
她强调，质粒或病毒可以整合到细胞基因组的任何部分，这可能导致细胞功能的破坏。
德米娜补充说，根据蛋白质标记的结构，需要选择合适的、个体特性的激光来激发分子的光信号，以便让它具有足够的强度。随着时间的推移，这样的标签会“烧坏”，并且由于递降过程和细胞分裂，它的光芒也会消失。
这位科学家指出，在所提出的研究成果中，不存在这些缺点。她说，进一步的研究将带来新技术的更多优势。
德米娜总结道：“现阶段，我们正在研究光转化的机制、性质和光化学。了解这种独特的现象将有助于我们扩大所使用染料的范围并创建多色细胞标签。”
这项工作是在俄罗斯科学基金会（拨款号22-23-00313）的支持下完成的。萨拉托夫车尔尼雪夫斯基国立大学是俄罗斯国家大学支持计划“优先-2030”（Priority-2030）的参与院校。