Door zowel een fluorescente als niet-fluorescente reactie op dezelfde katalysator te laten competeren, kun je de normaal niet-fluorescente deeltjes visualiseren op nanometerschaal. Dat meldt Nature Chemistry.

Tegenwoordig kun je met fluorescente reacties op zichzelf staande moleculen visualiseren met superresolutiemicroscopie en nanometerprecisie. Maar een probleem is dat veel chemische of biologische reacties niet fluorescent zijn. Xianwen Mao, Peng Chen en collega’s van Cornell University, Ithaca, New York, VS, hebben nu een procedure bedacht om dit soort reacties toch te visualiseren.

De procedure hebben ze competition-enabled imaging technique with super-resolution (COMPEITS) genoemd. Ter demonstratie namen de onderzoekers twee reacties: de foto-elektrokatalytische oxidatie van hydrochinon naar 1,4-benzochinon met een BiVO₄-katalysator – een reactie zonder fluorescente reactanten – en de oxidatie van amplex red, wat na reactie het fluorescente resorufine produceert en gebruik maakt van diezelfde katalysator.

De niet-fluorescente reactie concurreert met de fluorescente reactie voor dezelfde katalytische sites op het oppervlak van de katalysator. Dat zorgt vervolgens voor de onderdrukking van de fluorogene reactie. De grootte van de onderdrukking kun je met even sterke nanometerresolutie zichtbaar maken als bij de normale observatie van fluorescente producten.

COMPEITS is breed inzetbaar. Je kunt bijvoorbeeld competities of inhibities van oppervlakte- of enzymgekatalyseerde reacties bekijken, waarbij je als ‘hulpsysteem’ elke fluorescente reactie of proces kunt inzetten dat je met superresolutiemicroscopie kunt bekijken. Iets specifieker zou je COMPEITS kunnen gebruiken om de optimale binding sites te onthullen en zo de beste grootte, vorm et cetera voor adsorberende materialen kunnen bepalen.

De auteurs zijn verder wel eerlijk over de tekortkomingen van hun nieuwe methode. Allereerst is er natuurlijk een fluorescente hulpreactie nodig. Ook was het bepalen van de reactiesnelheid van de omzetting van hydrochinon naar 1,4-benzochinon niet mogelijk. Desondanks is COMPEITS wel flexibel genoeg om er – voor bijvoorbeeld fotokatalytische afbraak van organische moleculen in watervervuiling – aanpassingen aan te maken om het maximale uit de techniek te halen.