Bioanálisis de dispersión Raman mejorada en superficie sin etiquetas basado en nanosondas de Au@Carbon puntos

Resumen

En este estudio, desarrollamos una nanosonda de huellas dactilares basada en dispersión Raman mejorada en superficie (SERS) de bajo costo con biocompatibilidad favorable para mostrar bioimágenes de células vivas sin marcadores y detectar dos cepas bacterianas, mostrando en detalle cómo obtener espectros SERS de células vivas en un método no destructivo.

Resumen

La tecnología de dispersión Raman mejorada en superficie (SERS) ha atraído cada vez más atención en el campo biomédico debido a su capacidad para proporcionar información de huellas moleculares de muestras biológicas, así como a su potencial en el análisis de una sola célula. Este trabajo tiene como objetivo establecer una estrategia simple para el bioanálisis de SERS sin marcaje basada en nanosondas de puntos Au@carbon (Au@CDs). Aquí, los CD derivados de polifenoles se utilizan como reductor para sintetizar rápidamente nanoestructuras de Au@CD núcleo-capa, lo que permite un potente rendimiento de SERS incluso cuando la concentración de azul de metileno (MB) es tan baja como ^10-9 M, debido al mecanismo cooperativo de mejora Raman. Para el bioanálisis, Au@CDs puede servir como un nanosensor SERS único para identificar los componentes celulares de las muestras biológicas (por ejemplo, células cancerosas y bacterias). Las huellas moleculares de diferentes especies se pueden distinguir aún más después de la combinación con el análisis de componentes principales. Además, Au@CDs también permiten obtener imágenes SERS sin etiquetas para analizar los perfiles de composición intracelular. Esta estrategia ofrece un bioanálisis SERS factible y sin marcas, lo que abre una nueva perspectiva para el nanodiagnóstico.

Introducción

El análisis de una sola célula es esencial para el estudio de la revelación de la heterogeneidad celular y la evaluación del estado integral de la célula. La respuesta instantánea de la célula al microambiente también justifica el análisis de una sola célula¹. Sin embargo, existen algunas limitaciones en las técnicas actuales. La detección de fluorescencia se puede aplicar al análisis de una sola célula, pero está limitada por la baja sensibilidad. Otros desafíos surgen del complicado fondo de fluorescencia de las células y el fotoblanqueo de fluorescencia bajo irradiación a largo plazo². La dispersión Raman mejorada en ....

Protocolo

1. Fabricación de Au@CDs

NOTA: La Figura 1 ilustra un procedimiento de fabricación para Au@CDs.

1. Prepare la solución de CD utilizando ácido cítrico (CA) y ácido gálico (GA) mediante un procedimiento típico de tratamiento hidrotermal¹⁸. Añadir 100 μL de 3,0 mg ^mL-1 de la solución de CD preparada en 200 μL de ácido cloroáurico 10 mM (HAuCl₄) (ver Tabla de Materiales) a temperatura ambiente durante 10 s hasta que se produzca una suspensión púrpura.
2. Centrifugar la suspensión púrpura a 4.000 × g duran....

Discusión

En resumen, se han fabricado con éxito Au@CDs con una carcasa de CD ultrafina de 2,1 nm. Los nanocompuestos muestran una sensibilidad SERS superior a la de los NP de Au puros. Además, Au@CDs poseen un excelente rendimiento en reproducibilidad y estabilidad a largo plazo. Otras investigaciones incluyen la toma de Au@CDs como sustratos para realizar imágenes SERS de células A549³¹ y para detectar dos cepas bacterianas³². Se ha demostrado que Au@CDs puede utilizarse como u.......

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
10x PBS buffer (Cell culture)	Langeco Technology	BL316A
6 well cell culture plate	LABSELECT	11110
Cell Counting Kit-8 (CCK-8)	GLPBIO	GK10001
Citric acid	Shanghai Aladdin Biochemical Technology	C108869
CO2 incubator	Thermo Fisher Technologies	3111
Constant temperature magnetic agitator	Sartorius Scientific Instruments	SQP
Cryogenic high speed centrifuge	Shanghai Boxun	SW-CJ-2FD
DMEM high glucose cell culture medium	Procell	PM150210
Electronic balance	Sartorius Scientific Instruments	SQP
Enzyme marker	Thermo Fisher Technologies	3111
Fetal bovine serum	Zhejiang Tianhang Biological Technology	11011-8611
Figure 1	Figdraw.
Fourier infrared spectrometer	Thermo, America	Nicolet 380
Freeze dryer	Tecan	Infinite F50
Gallic acid	Shanghai Aladdin Biochemical Technology	G104228
Handheld Raman spectrometer	OCEANHOOD, Shanghai, China	Uspectral-PLUS
HAuCl4	Guangzhou Pharmaceutical Company (Guangzhou)
High resolution transmission electron microscope	Thermo Fisher Technologies	FEI Tecnai G2 Spirit T12
High temperature autoclave	Shanghai Boxun	YXQ-LS-50S
Inverted microscope	Nanjing Jiangnan Yongxin Optical	XD-202
LB Broth BR	Huankai picoorganism	028320
Medical ultra-low temperature refrigerator	Thermo Fisher Technologies	ULTS1368
Methylene blue	Sigma-Aldrich
Pancreatin Cell Digestive Solution	beyotime	C0207
Penicillin streptomycin double resistance	Shanghai Boxun	YXQ-LS-50S
Pure water meter	Millipore, USA	Milli-Q System
Raman spectrometer	Renishaw
Sapphire chip	beyotime
Thermostatic water bath	Changzhou Noki
Ultra-clean table	Shanghai Boxun	SW-CJ-2FD
Uv-visible light absorption spectrometer	MADAPA, China	UV-6100S
Wire 3.4	Renishaw