Bioanalyse de diffusion Raman sans marquage à surface améliorée basée sur des nanosondes à Au@Carbon points

Résumé

Dans cette étude, nous avons développé une nanosonde d’empreintes digitales basée sur la diffusion Raman améliorée en surface (SERS) à faible coût avec une biocompatibilité favorable pour montrer la bioimagerie de cellules vivantes sans marquage et détecter deux souches bactériennes, montrant en détail comment obtenir des spectres SERS de cellules vivantes dans une méthode non destructive.

Résumé

La technologie de diffusion Raman améliorée en surface (SERS) attire de plus en plus l’attention dans le domaine biomédical en raison de sa capacité à fournir des informations moléculaires sur les empreintes digitales d’échantillons biologiques, ainsi que de son potentiel dans l’analyse de cellules uniques. Ce travail vise à établir une stratégie simple de bioanalyse SERS sans marquage basée sur Au@carbon nanosondes à points (Au@CDs). Ici, les CD dérivés de polyphénols sont utilisés comme réducteur pour synthétiser rapidement des nanostructures de noyau et de coquille Au@CD, ce qui permet de puissantes performances SERS même lorsque la concentration de bleu de méthylène (MB) est aussi faible que ^10-9 M, en raison du mécanisme coopératif d’amélioration Raman. Pour la bioanalyse, Au@CDs peut servir de nanocapteur SERS unique pour identifier les composants cellulaires des échantillons biologiques (par exemple, les cellules cancéreuses et les bactéries). Les empreintes moléculaires de différentes espèces peuvent être distinguées après combinaison avec l’analyse en composantes principales. En outre, Au@CDs permettent également l’imagerie SERS sans marquage pour analyser les profils de composition intracellulaire. Cette stratégie offre une bioanalyse SERS réalisable et sans marque, ouvrant de nouvelles perspectives pour le nanodiagnostic.

Introduction

L’analyse unicellulaire est essentielle pour l’étude de la révélation de l’hétérogénéité cellulaire et l’évaluation de l’état global de la cellule. La réponse instantanée de la cellule au microenvironnement justifie également une analyse unicellulaire¹. Cependant, il y a certaines limites aux techniques actuelles. La détection de fluorescence peut être appliquée à l’analyse d’une seule cellule, mais elle est limitée par une faible sensibilité. D’autres défis découlent du fond de fluorescence complexe des cellules et du photoblanchiment en fluorescence sous irradiation à long terme². La diffusion Raman améliorée en surfac....

Protocole

1. Fabrication de Au@CDs

REMARQUE : La figure 1 illustre une procédure de fabrication pour Au@CDs.

1. Préparer la solution CD en utilisant de l’acide citrique (CA) et de l’acide gallique (AG) par un traitement hydrothermal typique¹⁸. Ajouter 100 μL de 3,0 mg ^mL-1 de la solution CD préparée dans 200 μL d’acide chloroaurique 10 mM (HAuCl₄) (voir le tableau des matières) à température ambiante pendant 10 s jusqu’à ce qu’une suspension violette soit produite.
2. Centrifuger la suspension pourpre à 4 000 × g

Discussion

En résumé, Au@CDs avec une coque CD ultramince de 2,1 nm ont été fabriquées avec succès. Les nanocomposites présentent une sensibilité SERS supérieure à celle des NP Au purs. En outre, Au@CDs possèdent d’excellentes performances en termes de reproductibilité et de stabilité à long terme. D’autres recherches comprennent la prise de Au@CDs comme substrats pour effectuer l’imagerie SERS des cellules A549³¹ et pour détecter deux souches bactériennes³². Il .......

matériels

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