Bioanalisi dello scattering Raman senza etichetta potenziata dalla superficie basata su nanosonde a Au@Carbon punti

Riepilogo

In questo studio, abbiamo sviluppato una nanosonda di impronte digitali basata su diffusione Raman potenziata dalla superficie (SERS) a basso costo con biocompatibilità favorevole per mostrare il bioimaging delle cellule vive senza etichetta e rilevare due ceppi batterici, mostrando in dettaglio come ottenere spettri SERS di cellule viventi in un metodo non distruttivo.

Abstract

La tecnologia di scattering Raman potenziato dalla superficie (SERS) ha attirato sempre più attenzione nel campo biomedico grazie alla sua capacità di fornire informazioni sulle impronte molecolari di campioni biologici, nonché al suo potenziale nell'analisi di singole cellule. Questo lavoro mira a stabilire una strategia semplice per la bioanalisi SERS label-free basata su nanosonde Au@carbon punti (Au@CDs). Qui, i CD derivati dai polifenoli sono utilizzati come riducente per sintetizzare rapidamente le nanostrutture Au@CD del guscio del nucleo, che consente potenti prestazioni SERS anche quando la concentrazione di blu di metilene (MB) è bassa come ^10-9 M, a causa del meccanismo di potenziamento Raman cooperativo. Per la bioanalisi, Au@CDs può servire come nanosensore SERS unico per identificare i componenti cellulari dei biocampioni (ad esempio, cellule tumorali e batteri). Le impronte molecolari di specie diverse possono essere ulteriormente distinte dopo la combinazione con l'analisi delle componenti principali. Inoltre, Au@CDs anche consentire l'imaging SERS label-free per analizzare i profili di composizione intracellulare. Questa strategia offre una bioanalisi SERS fattibile e senza etichettatura, aprendo una nuova prospettiva per la nanodiagnosi.

Introduzione

L'analisi di una singola cellula è essenziale per lo studio della rivelazione dell'eterogeneità cellulare e per valutare lo stato completo della cellula. La risposta istantanea della cellula al microambiente giustifica anche l'analisi di una singola cellula¹. Tuttavia, ci sono alcune limitazioni alle tecniche attuali. Il rilevamento della fluorescenza può essere applicato all'analisi di singole cellule, ma è limitato dalla bassa sensibilità. Altre sfide derivano dal complicato background di fluorescenza delle cellule e dal fotosbiancamento a fluorescenza sotto irradiazione a lungo termine². Lo scattering Raman potenziato....

Protocollo

1. Fabbricazione di Au@CDs

Nota : la Figura 1 illustra una procedura di fabbricazione per Au@CDs.

1. Preparare la soluzione CD utilizzando acido citrico (CA) e acido gallico (GA) mediante una tipica procedura di trattamento idrotermale¹⁸. Aggiungere 100 μL di 3,0 mg ^mL-1 della soluzione CD preparata in 200 μL di acido cloroaurico 10 mM (HAuCl₄) (vedere Tabella dei materiali) a temperatura ambiente per 10 s fino a produrre una sospensione viola.
2. Centrifugare la sospensione viola a 4.000 × g per 10 m....

Discussione

In sintesi, Au@CDs con un guscio CD ultrasottile di 2,1 nm sono stati fabbricati con successo. I nanocompositi mostrano una sensibilità SERS superiore rispetto agli Au NP puri. Inoltre, Au@CDs possiedono eccellenti prestazioni in termini di riproducibilità e stabilità a lungo termine. Ulteriori ricerche includono l'assunzione di Au@CDs come substrati per eseguire l'imaging SERS delle cellule A549³¹ e per rilevare due ceppi batterici³². È stato dimostrato che Au@CDs può.......

Materiali

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