2023-09-05 19:27:03, 光电行业都会关注 北京卓立汉光仪器有限公司
过氧化氢参与细胞内生理活动,对细胞代谢产物调节和生理过程至关重要,在单细胞水平上定性识别、定量表征过氧化氢可更全面揭示异质性细胞特征,促进疾病检测和药物筛选的发展。单细胞由于其结构多样性、快速代谢物动力学特征和难以预测的信号放大等因素影响,活体单细胞检测仍极具挑战性。SERS技术具备非侵入性、低自发荧光、高灵敏度等优势,已成为检测分析细胞代谢产物的前景技术,可用于核酸、氨基酸、脂质、葡萄糖、神经递质等体系研究。然而,由于基底不可逆聚集和靶生物分子的非特异性吸附等因素影响,SERS技术仍有低重复性、低再现性等缺点。同时由于普通光学显微镜难以定位追踪待测物,SERS技术在复杂生物体系应用仍受很大限制。在这方面,暗场显微镜采用特殊的照明方式,只允许样品散射的信号进入物镜内,可克服常规光学显微针对均一样品中的微小结构成像时,透射或反射衬度不足的问题,利用这个方法可以看见突破衍射极限的微粒子。暗场散射和SERS技术相结合,有望实现原位实时活细胞中代谢物检测。
结果分析
图6 细胞内不同药物处理后H2O2的成像图;(A)未处理的细胞,(B)2 mg·mL−1的NAC,(C)1 mM PMA和(D)200 mM H2O2;从左到右依次为明场(BF)图像、暗场(DF)图像、拉曼Mapping图像和合成图像。红色图为1075 cm−1拉曼峰Mapping图,红色图为1023 cm−1拉曼峰Mapping图。Au@COF浓度为0.5nM。
结论
在本文中,王琛教授课题组设计一款高稳定性、尺寸可控、富集力强和生物相容性高的核壳结构Au@COF纳米生物传感器。采用拉曼光谱/暗场散射成像双模技术实时监测活细胞中过氧化氢代谢物水平。尽管目前纳米传感器仍处于起步阶段,Au@COF纳米传感器由于COF外壳吸附效应和Au核LSPR效应,可实现不同探针分子类型,为活细胞代谢物检测提供一种前途策略。
南京师范大学王琛教授课题组简介
王琛,南京师范大学化学与材料科学学院教授,博士生导师,国家优秀青年科学基金获得者(2020年),江苏省“青蓝工程”优秀青年骨干教师、中青年学术带头人,南京师范大学中青年领军人才;南京师范大学本科、硕士,2011年博士毕业于南京大学化学化工学院生命分析国家重点实验室,2012-2016南京大学从事物理学博士后,2016-2017年麻省理工学院(MIT,美国)访问学者。至今,在Angew. Chem. Int. Ed., Sci. China Chem., Nano lett., ACS Nano, Anal. Chem.等学术期刊发表研究论文60 余篇;参编英文图书 《Nanobiosensors: From Design to Applications》(Wiley);主持多项国家自然科学基金、江苏省重点研发、江苏省自然科学基金等项目;担任Chinese Chemical Letters期刊编委,中国分析测试协会青年学术委员会委员,江苏省材料学会副秘书长。
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