Bioanálise de espalhamento Raman sem superfície com base em nanossondas de Au@Carbon pontos

Resumo

Neste estudo, desenvolvemos uma nanossonda de impressão digital baseada em espalhamento Raman (SERS) de baixo custo com biocompatibilidade favorável para mostrar bioimagem de células vivas livre de marcação e detectar duas cepas bacterianas, mostrando em detalhes como obter espectros SERS de células vivas em um método não destrutivo.

Resumo

A tecnologia de espalhamento Raman aprimorado por superfície (SERS) tem atraído cada vez mais atenção no campo biomédico devido à sua capacidade de fornecer informações moleculares de impressões digitais de amostras biológicas, bem como seu potencial em análises de célula única. Este trabalho visa estabelecer uma estratégia simples para bioanálise SERS livre de marcação baseada em nanossondas de Au@carbon pontos (Au@CDs). Aqui, CDs derivados de polifenóis são utilizados como redutor para sintetizar rapidamente nanoestruturas de Au@CD núcleo-casca, o que permite um poderoso desempenho SERS mesmo quando a concentração de azul de metileno (MB) é tão baixa quanto ^10-9 M, devido ao mecanismo cooperativo de realce Raman. Para a bioanálise, Au@CDs pode servir como um nanossensor SERS exclusivo para identificar os componentes celulares de bioamostras (por exemplo, células cancerosas e bactérias). As impressões digitais moleculares de diferentes espécies podem ser distinguidas após a combinação com a análise de componentes principais. Além disso, Au@CDs também permitem imagens SERS sem marcação para analisar perfis de composição intracelular. Essa estratégia oferece uma bioanálise SERS viável e livre de marcas, abrindo uma nova perspectiva para o nanodiagnóstico.

Introdução

A análise unicelular é essencial para o estudo da revelação da heterogeneidade celular e para a avaliação do estado abrangente da célula. A resposta instantânea da célula ao microambiente também justifica a análise de célula única¹. No entanto, existem algumas limitações para as técnicas atuais. A detecção de fluorescência pode ser aplicada à análise de célula única, mas é limitada pela baixa sensibilidade. Outros desafios surgem do complicado fundo de fluorescência das células e do fotoclareamento por fluorescência sob irradiação de longa duração². O espalhamento Raman intensificado por superfície (SERS) pode se qualifi....

Protocolo

1. Fabricação de Au@CDs

NOTA: A Figura 1 ilustra um procedimento de fabricação para Au@CDs.

1. Preparar solução de CD usando ácido cítrico (CA) e ácido gálico (GA) através de um procedimento típico de tratamento hidrotérmico¹⁸. Adicionar 100 μL de 3,0 mg ^mL-1 da solução de CD preparada em 200 μL de ácido cloroáurico 10 mM (HAuCl₄) (ver Tabela de Materiais) à temperatura ambiente durante 10 s até se produzir uma suspensão roxa.
2. Centrifugar a suspensão roxa a 4.000 × g por 10 min à temperatura ambien....

Discussão

Em resumo, Au@CDs com um shell de CD ultrafino de 2,1 nm foram fabricadas com sucesso. Os nanocompósitos apresentam sensibilidade SERS superior às NPs puras de Au. Além disso, Au@CDs possuem excelente desempenho em reprodutibilidade e estabilidade a longo prazo. Outras pesquisas incluem tomar Au@CDs como substratos para realizar imagens SERS de células A549³¹ e detectar duas cepas bacterianas³². Foi provado que Au@CDs pode ser usado como uma sonda SERS ultrassensível p.......

Materiais

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