Abstrakt
Goldnanopartikel werden für zahlreiche biomedizinische Anwendungen in der Diagnostik, Theranostik und als Wirkstoffträgersysteme erforscht. Durch die Konjugation mit Fluorophoren lässt sich ihre Interaktion mit biologischen Zellen in situ und in Echtzeit mittels Fluoreszenzmikroskopie untersuchen. Eine wichtige, bisher unbeantwortete Frage ist jedoch, ob der Fluorophor die genaue Position der Nanopartikel anzeigt. In dieser Studie wird unsere kürzlich entwickelte optische Vierwellenmischungsmikroskopie eingesetzt, um einzelne Goldnanopartikel abzubilden und deren Kolokalisation mit Fluorophoren in Zellen zu untersuchen. Nanopartikel mit Durchmessern von 10 nm bis 40 nm wurden entweder mit fluoreszenzmarkiertem Transferrin zur Internalisierung über Clathrin-vermittelte Endozytose oder mit nicht-zielgerichteten, fluoreszenzmarkierten Antikörpern konjugiert. Menschliche (HeLa) und murine (3T3-L1) Zellen wurden zu verschiedenen Zeitpunkten nach Inkubation mit diesen Konjugaten abgebildet. Unsere Methode zeigte, dass die Fluoreszenz in den meisten Fällen von ungebundenen Fluorophoren und nicht von an Nanopartikel gebundenen Fluorophoren stammte. Die Fluoreszenzdetektion war zudem stark durch Photobleichung, Quenching und Autofluoreszenz-Hintergrund beeinträchtigt. Korrelative Extinktions-/Fluoreszenzmikroskopie einzelner Partikel auf einer Glasoberfläche ergab, dass kommerzielle Konstrukte große Mengen ungebundener Fluorophore enthalten. Diese Ergebnisse verdeutlichen die potenziellen Probleme der Dateninterpretation, wenn man sich ausschließlich auf die Fluoreszenzdetektion innerhalb der Zelle stützt, und sind im Kontext der korrelativen Licht- und Elektronenmikroskopie von erheblicher Bedeutung.
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