Fluorocromo

Qué es un fluorocromo

El término procede de la raíz latina fluor, "flujo" (por el mineral fluorita, del que derivó la palabra "fluorescencia"), y del griego chrôma (χρῶμα), "color". Designa, literalmente, una sustancia que produce color mediante fluorescencia. En la práctica de laboratorio, un fluorocromo es cualquier compuesto que, al recibir un fotón de una longitud de onda concreta, lo absorbe, eleva un electrón a un estado excitado y, al regresar ese electrón a su nivel basal, emite un fotón de menor energía y, por tanto, de mayor longitud de onda. Es el mismo fenómeno físico que describe la entrada de fluorescencia, pero aplicado a una molécula seleccionada a propósito para servir de etiqueta visible.

Lo que diferencia a un fluorocromo de cualquier sustancia vagamente fluorescente es la intención del investigador. La quinina del agua tónica emite luz azulada bajo una lámpara ultravioleta, pero nadie la emplea como reactivo de laboratorio. Un fluorocromo se elige, en cambio, porque reúne un conjunto de propiedades útiles: espectros de excitación y emisión bien definidos, rendimiento cuántico alto (es decir, que emita un porcentaje elevado de los fotones que absorbe), estabilidad frente al fotoblanqueo y compatibilidad química con la molécula a la que se va a unir.

Principales familias de fluorocromos en biomedicina

Existen tres grandes categorías. Las moléculas orgánicas pequeñas son el grupo más veterano: el isotiocianato de fluoresceína (FITC), introducido en la década de 1940, fue el primer fluorocromo de uso generalizado en inmunofluorescencia y sigue siendo uno de los más empleados. Se excita con láser de 488 nm y emite en verde (alrededor de 520 nm). Otros representantes de esta categoría son la rodamina y el DAPI, este último utilizado para teñir el ADN nuclear.

Las ficobiliproteínas son proteínas fluorescentes de gran tamaño, aisladas originalmente de cianobacterias y algas rojas, que ofrecen una absorción de luz y un brillo considerablemente superiores a los de las moléculas orgánicas pequeñas. La ficoeritrina (PE) y la aloficocianina (APC) son las más habituales en citometría de flujo, donde la intensidad de la señal compensa su mayor volumen molecular.

Una tercera línea la constituyen los nanocristales semiconductores conocidos como quantum dots. Son esferas nanométricas (de 2 a 10 nm de diámetro) cuya longitud de onda de emisión depende de su tamaño, lo que permite afinar el color emitido con precisión. Presentan una fotostabilidad muy superior a la de los fluorocromos orgánicos, aunque su toxicidad potencial (contienen cadmio u otros metales pesados) y la dificultad para conjugarlos con anticuerpos han limitado por ahora su adopción rutinaria en la clínica.

Preguntas frecuentes

¿Fluorocromo y fluoróforo son lo mismo?

En la práctica, sí. "Fluoróforo" se emplea con más frecuencia en textos de química y biofísica; "fluorocromo", en inmunología y citometría. La diferencia es puramente terminológica: ambos designan una molécula que emite fluorescencia al ser excitada.

¿Por qué se usan varios fluorocromos a la vez?

Porque cada fluorocromo emite en un color distinto, y si se conjugan fluorocromos diferentes con anticuerpos dirigidos contra antígenos diferentes, es posible detectar varias moléculas en la misma muestra de forma simultánea. Los citómetros de flujo actuales pueden separar las señales de más de cuarenta fluorocromos en un solo pase, lo que permite caracterizar poblaciones celulares con un grado de detalle inimaginable hace pocas décadas.

¿Por qué se "apagan" los fluorocromos?

El fenómeno se llama fotoblanqueo (photobleaching). La exposición prolongada a la luz de excitación genera reacciones fotoquímicas que destruyen irreversiblemente la estructura del fluorocromo y anulan su capacidad de emitir fluorescencia. Cada fluorocromo tiene una resistencia distinta al fotoblanqueo: las ficobiliproteínas y los quantum dots son bastante más resistentes que la fluoresceína o la rodamina.

Referencias

1. British Society for Immunology. Citometría de flujo.
2. Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos. Examen con lámpara de Wood. MedlinePlus, enciclopedia médica en español.
3. Real Academia Española. Fluorescencia. Diccionario de la lengua española, 23.ª edición.
4. National Center for Biotechnology Information (NCBI/NIH). Quirks of dye nomenclature. 9. Fluorescein. Biotech Histochem, 2018.