Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (32071399 ve 62175071), Guangzhou Bilim ve Teknoloji Programı (2019050001), Guangdong Temel ve Uygulamalı Temel Araştırma Vakfı (2021A1515011988) ve Tıp için Optoelektronik Bilim ve Teknoloji Anahtar Laboratuvarı (Fujian Normal Üniversitesi), Çin Eğitim Bakanlığı (JYG2009) tarafından desteklenmiştir.

1. Au@CDs İmalatı
NOT: Şekil 1 , Au@CDs için bir üretim prosedürünü göstermektedir.
<ol><li>Tipik bir hidrotermal işlem prosedürü ile sitrik asit (CA) ve gallik asit (GA) kullanarak CD çözeltisi hazırlayın18. Hazırlanan CD çözeltisinin 100 μL'sini 3.0 mg mL-1'i 200 μL 10 mM kloroaurik asit (HAuCl4) içine ekleyin (Malzeme Tablosuna bakınız) mor bir süspansiyon üretilene kadar oda sıcaklığında 10 sn boyunca.</li>
	<li>Mor süspansiyonu oda sıcaklığında 10 dakika boyunca 4.000 × g'da santrifüjleyin ve Au@CD kolloidlerin çıkarılması zorsa süpernatanı bir pipet kullanarak nazikçe çıkarın.</li>
	<li>Fazla CD'leri yıkamak için Au@CDs 200 μL deiyonize su (18.2 MΩcm direnç) ile yeniden süspanse edin.</li>
	<li>Adım 1.2'yi tekrarlayın ve 100 μL deiyonize su içinde yeniden dağılmış çekirdek kabuğu NP'lerini elde edin ve 4 °C'de saklayın. NP'ler 1 ay boyunca saklanabilir.</li>
</ol>2. Au@CDs karakterizasyonu
<ol><li>Transmisyon elektron mikroskobu (TEM)<ol><li>CD ve Au@CD numunelerini donmuş bir çözeltiden liyofilize etmek için gece boyunca -80 °C'de bırakın ve liyofilizasyondan sonra toz haline getirin.</li>
		<li>Elde edilen toz numunelerini, 5 dakika boyunca% 100 güçte sonikasyon ile deiyonize suya yeterince dağıtın.</li>
		<li>Numune süspansiyonundan birkaç damla dantelli bir karbon film ile kaplanmış Cu kaplı bir TEM ızgarasına damlatın ve 200 kV hızlanma voltajında bir transmisyon elektron mikroskobu kullanarak kuruduktan sonra görüntüleri yakalayın (bkz.</li>
	</ol></li>
	<li>Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR)<ol><li>Güç numuneleri elde etmek için adım 2.1.1'i tekrarlayın, önceden kurutulmuş birkaç KBr partikülünü bir havanda toz haline getirin, numuneden bir tutam ekleyin ve IR karakterizasyonu16 için KBr tozlarıyla aynı anda karıştırın.</li>
	</ol></li>
	<li>Ultraviyole-görünür-yakın kızılötesi (UV-vis-NIR) absorbans spektroskopisi<ol><li>Absorbansın birden az olduğundan emin olmak için CD'lerin ve Au@CDs süspansiyonunu uygun konsantrasyonda hazırlayın ve UV-vis-NIR karakterizasyonu16 gerçekleştirin.</li>
	</ol></li>
	<li>Raman spektrumları<ol><li>10 mW lazer gücü ve 20x itiraz büyütme ile 785 nm yarı iletken lazeri açın. Pozlama süresini 5 sn'ye ve birikim sayısını üçe ayarlayın.</li>
		<li>5 μL metilen mavisi (MB) çözeltisine eşit hacimde hazırlanmış Au@CDs numunesi ekleyin ve iyice karıştırın.</li>
		<li>SERS spektrumlarını toplamak için pirinç alt tabakaya bir damla süspansiyon yerleştirin.</li>
	</ol></li>
</ol>3. Hücre kültürü
<ol><li>Dulbecco'nun modifiye edilmiş Eagle besiyerinde (DMEM) insan epitelyal akciğer karsinomu hücrelerini (A549 hücreleri, laboratuvarda pasajlı) %10 fetal sığır serumu (FBS) ve% 1 penisilin-streptomisin ile destekleyin ve 37 ° C'de% 5 CO2 ile nemlendirilmiş bir inkübatörde inkübe edin.</li>
	<li>Hücreleri 96 oyuklu plakalara (1 × 105 hücre / kuyucuk) tohumlayın ve 20-100 μM aralığında farklı konsantrasyonlarda Au@CDs ile muamele edin. Hücre canlılığını ölçmek için bir CCK-8 test kiti kullanın (bkz. Her tedavide üç bağımsız kopya kullanılır.</li>
	<li>SERS deneylerini gerçekleştirmek için aşağıdaki adımları izleyin:<ol><li>12 oyuklu plakalara steril bir safir çip (Malzeme Tablosuna bakınız) koyun ve ardından hücreleri 1 mL ortam ile tek bir oyuğa tohumlayın. Plakaları nemlendirilmiş bir inkübatörde 37 °C'de %5 COile% 70-% 80 birleşmeye ulaşmak için gece boyunca inkübe edin.</li>
		<li>Au@CDs tek kuyucuğa ekleyin ve 4-6 saat inkübe edin. NOT: İnkübasyondan önce, substratların, özellikle çözelti fazı NP'lerinin stabilitesini test edin. Bu malzemeler, depolama ve kullanım sırasında çözünme, agregasyon ve çökeltme süreçleri yoluyla bozunmaya karşı hassastır, bu da EM kayıplarını azaltabilir ve SERS aktivitesini azaltabilir. Daha da önemlisi, hücresel alım için, NP'lerin22'nin boyutundan büyük ölçüde etkilenebilir.</li>
		<li>İnkübasyon sırasında, substratlar endositik alım yoluyla hücrelere girecektir. İnkübasyondan sonra, hücrelerin içinde birkaç siyah parçacık görülene kadar hücreleri optik mikroskop altında gözlemleyin. NOT: SERS yoğunluğu zayıfsa, Au@CD konsantrasyonunu arttırmaya veya inkübasyon süresini uzatmaya çalışın.</li>
		<li>Ortamı çıkarın, safir yongaları fosfat tamponlu salin (PBS) ile nazikçe durulayın ve SERS tespiti için PBS'ye batırın16.</li>
	</ol></li>
</ol>4. Hücre SERS deneyleri
<ol><li>Bilgisayarı açın, Raman spektrometresini açın, yazılımı başlatın ve ardından 785 nm lazeri açın (bkz.</li>
	<li>Yeni Ölçüm'e tıklayın ve yeni bir spektral alım başlatın. Numune ölçümünden önce17'yi silikon gofretlerle kalibre edin.</li>
	<li>Net bir hücresel görüntünün gözlemlendiğinden emin olmak için 20x objektif lens alın, ardından objektif lensi 50x olarak değiştirin. Lazer gücünü düşükten yükseğe ve uygun pozlama süresini ve birikimlerini ayarlayın. NOT: SERS ölçümünden önce, geri dönüşü olmayan hücre hasarını önlemek için uygun lazer gücünü kontrol edin ve alım parametrelerinin tutarlı olduğundan emin olun. SERS yoğunluğu, lazer gücü, nokta boyutu, birikim ve maruz kalma süresi ile ilgilidir.</li>
	<li>Ölçmek için bir hücre noktası seçin ve Çalıştır'a tıklayın. Her hücre 20 nokta ile ölçülür ve ortalamayı almak için 10 hücre ölçülür. NOT: Hücre içi bileşenler karmaşıktır ve geniş spektrum eşitsizliğine yol açar. Bu nedenle, benzer hücresel bölgelerdeki spektrumları alın ve mümkün olduğunca çok spektrum alın.</li>
	<li>Spektrumları kaydedin.</li>
	<li>New Streamline görüntü alımına tıklayın, ardından Video İnceleme'ye tıklayın, fotoğrafı çekilecek aralığı seçin ve Tamam'a tıklayın. Parametreleri ayarlayın: 785 nm kenar akış çizgisi, 1.200 cm-1 merkez, 5 sn pozlama süresi, üç birikim sayısı ve lazer gücü %50'dir.</li>
	<li>Canlı görüntülemede Yeni'ye tıklayın, Taban Çizgisine Sinyal'i seçin, aralığı ilk sınır 625'ten ikinci sınır 1.700'e ayarlayın ve ardından Alan kurulumu'na tıklayın. Ardından uygun adımları ayarlayın ve Uygula ve Tamam'a tıklayın. Son olarak, SERS görüntülemeyi başlatmak için Çalıştır'a tıklayın.</li>
</ol>5. Bakteri kültürü ve SERS ölçümleri
<ol><li> Gece boyunca seyreltin E. coli ve S. aureus (1:100) yeni Luria-Bertani (LB) ortamının 5 mL'sinde (bkz. 37 ° C'de600 0.4 ila 0.6'da büyüdükten sonra, hücreleri peletlemek için kültürü 5.000 × g'da 5 dakika santrifüjleyin.</li>
	<li>Peletleri 1 mL PBS'de yeniden süspanse edin, ardından iki kez 5 dakika 5.000 × g santrifüjleme (oda sıcaklığında) yapın.</li>
	<li>Bakteri kültürünü Au@CDs ile karıştırın ve karışımı doğrudan SERS platformunun altında gözlemleyin.</li>
</ol>6. Veri analizi
<ol><li>Spektrumları düzeltin ve taban çizgisini düzeltin.</li>
	<li>İşlenen verilerle temel bileşen analizi (PCA)16 gerçekleştirin.</li>
</ol>

Etiketsiz SERS Analizi: Moleküler Parmak İzi için Au@Carbon Nokta Nanoprobları

<ol>
	<li>Zenobi, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-cell+metabolomics:+analytical+and+biological+perspectives.">Single-cell metabolomics: analytical and biological perspectives.</a> Science. 342 (6163), 1243259 (2013).</li><li>Dong, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+visualization+of+dual+intercellular+signal+transductions+via+SERS+imaging+of+membrane+proteins+dimerization+on+single+cells.">Simultaneous visualization of dual intercellular signal transductions via SERS imaging of membrane proteins dimerization on single cells.</a> ACS Nano. 16 (9), 14055-14065 (2022).</li><li>Lane, L. A., Qian, X., Nie, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SERS+nanoparticles+in+medicine:+from+label-free+detection+to+spectroscopic+tagging.">SERS nanoparticles in medicine: from label-free detection to spectroscopic tagging.</a> Chemical Reviews. 115 (19), 10489-10529 (2015).</li><li>Langer, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Present+and+future+of+surface-enhanced+Raman+scattering.">Present and future of surface-enhanced Raman scattering.</a> ACS Nano. 14 (1), 28-117 (2020).</li><li>Zong, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface-enhanced+Raman+spectroscopy+for+bioanalysis:+reliability+and+challenges.">Surface-enhanced Raman spectroscopy for bioanalysis: reliability and challenges.</a> Chemical Reviews. 118 (10), 4946-4980 (2018).</li><li>Jiang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface-enhanced+Raman+scattering-based+sensing+in+vitro:+facile+and+label-free+detection+of+apoptotic+cells+at+the+single-cell+level.">Surface-enhanced Raman scattering-based sensing in vitro: facile and label-free detection of apoptotic cells at the single-cell level.</a> Analytical Chemistry. 85 (5), 2809-2816 (2013).</li><li>Qi, G., Diao, X., Hou, S., Kong, J., Jin, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Label-free+SERS+detection+of+protein+damage+in+organelles+under+electrostimulation+with+2D+AuNPs-based+nanomembranes+as+substrates.">Label-free SERS detection of protein damage in organelles under electrostimulation with 2D AuNPs-based nanomembranes as substrates.</a> Analytical Chemistry. 94 (43), 14931-14937 (2022).</li><li>Wang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trimer+structures+formed+by+target-triggered+AuNPs+self-assembly+inducing+electromagnetic+hot+spots+for+SERS-fluorescence+dual-signal+detection+of+intracellular+miRNAs.">Trimer structures formed by target-triggered AuNPs self-assembly inducing electromagnetic hot spots for SERS-fluorescence dual-signal detection of intracellular miRNAs.</a> Biosensors and Bioelectronics. 224, 115051 (2023).</li><li>Z&#780;ivanovic&#769;, V., Milewska, A., Leosson, K., Kneipp, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+structure+and+interactions+of+lipids+in+the+outer+membrane+of+living+cells+based+on+surface-enhanced+Raman+scattering+and+liposome+models.">Molecular structure and interactions of lipids in the outer membrane of living cells based on surface-enhanced Raman scattering and liposome models.</a> Analytical Chemistry. 93 (29), 10106-10113 (2021).</li><li>Cong, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+droplet-SERS+platform+for+single-cell+cytokine+analysis+via+a+cell+surface+bioconjugation+strategy.">Microfluidic droplet-SERS platform for single-cell cytokine analysis via a cell surface bioconjugation strategy.</a> Analytical Chemistry. 94 (29), 10375-10383 (2022).</li><li>Tan, Z., Zhu, C., Han, L., Liao, X., Wang, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SERS+and+dark-field+scattering+dual-mode+detection+of+intracellular+hydrogen+peroxide+using+biocompatible+Au@+COF+nanosensor.">SERS and dark-field scattering dual-mode detection of intracellular hydrogen peroxide using biocompatible Au@ COF nanosensor.</a> Sensors and Actuators B: Chemical. 373, 132770 (2022).</li><li>Pan, X. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Super-long+SERS+active+single+silver+nanowires+for+molecular+imaging+in+2D+and+3D+cell+culture+models.">Super-long SERS active single silver nanowires for molecular imaging in 2D and 3D cell culture models.</a> Biosensors. 12 (10), 875 (2022).</li><li>Liu, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+two-dimensional+fingerprint+nanoprobe+based+on+black+phosphorus+for+bio-SERS+analysis+and+chemo-photothermal+therapy.">A two-dimensional fingerprint nanoprobe based on black phosphorus for bio-SERS analysis and chemo-photothermal therapy.</a> Nanoscale. 10 (39), 18795-18804 (2018).</li><li>Bruzas, I., Lum, W., Gorunmez, Z., Sagle, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+surface-enhanced+Raman+spectroscopy+(SERS)+substrates+for+lipid+and+protein+characterization:+sensing+and+beyond.">Advances in surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) substrates for lipid and protein characterization: sensing and beyond.</a> Analyst. 143 (17), 3990-4008 (2018).</li><li>Li, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SERS+analysis+of+carcinoma-associated+fibroblasts+in+a+tumor+microenvironment+based+on+targeted+2D+nanosheets.">SERS analysis of carcinoma-associated fibroblasts in a tumor microenvironment based on targeted 2D nanosheets.</a> Nanoscale. 12 (3), 2133-2141 (2020).</li><li>Fei, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+Au+NP@MoS2quantum+dots+core@shell+nanocomposites+for+SERS+bio-analysis+and+label-free+bio-imaging.">Synthesis of Au NP@MoS2quantum dots core@shell nanocomposites for SERS bio-analysis and label-free bio-imaging.</a> Materials. 10 (6), 650 (2017).</li><li>Li, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+label-free+SERS+detection+of+foodborne+pathogenic+bacteria+based+on+hafnium+ditelluride-Au+nanocomposites.">Rapid label-free SERS detection of foodborne pathogenic bacteria based on hafnium ditelluride-Au nanocomposites.</a> Journal of Innovative Optical Health Sciences. 13 (5), 2041004 (2020).</li><li>Jin, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Precisely+controllable+core-shell+Ag@+carbon+dots+nanoparticles:+application+to+in+situ+super-sensitive+monitoring+of+catalytic+reactions.">Precisely controllable core-shell Ag@ carbon dots nanoparticles: application to in situ super-sensitive monitoring of catalytic reactions.</a> ACS Applied Materials &amp; Interfaces. 8 (41), 27956-27965 (2016).</li><li>Luo, P., Li, C., Shi, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+gold@+carbon+dots+composite+nanoparticles+for+surface+enhanced+Raman+scattering.">Synthesis of gold@ carbon dots composite nanoparticles for surface enhanced Raman scattering.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 14 (20), 7360-7366 (2012).</li><li>Li, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accurate+SERS+monitoring+of+the+plasmon+mediated+UV/visible/NIR+photocatalytic+and+photothermal+catalytic+process+involving+Ag@carbon+dots.">Accurate SERS monitoring of the plasmon mediated UV/visible/NIR photocatalytic and photothermal catalytic process involving Ag@carbon dots.</a> Nanoscale. 13 (2), 1006-1015 (2021).</li><li>Wang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduced+state+carbon+dots+as+both+reductant+and+stabilizer+for+the+synthesis+of+gold+nanoparticles.">Reduced state carbon dots as both reductant and stabilizer for the synthesis of gold nanoparticles.</a> Carbon. 64, 499-506 (2013).</li><li>Zhu, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physicochemical+properties+determine+nanomaterial+cellular+uptake,+transport,+and+fate.">Physicochemical properties determine nanomaterial cellular uptake, transport, and fate.</a> Accounts of Chemical Research. 46 (3), 622-631 (2013).</li><li>Li, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SERS+monitoring+of+photoinduced-enhanced+oxidative+stress+amplifier+on+Au@+carbon+dots+for+tumor+catalytic+therapy.">SERS monitoring of photoinduced-enhanced oxidative stress amplifier on Au@ carbon dots for tumor catalytic therapy.</a> Light: Science &amp; Applications. 11 (1), 286 (2022).</li><li>Fiori, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+photostable+carbon+dots+from+citric+acid+for+bioimaging.">Highly photostable carbon dots from citric acid for bioimaging.</a> Materials. 15 (7), 2395 (2022).</li><li>Chen, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+carbon+dots-based+nanoparticles+and+their+research+of+bioimaging+and+targeted+antitumor+therapy.">Preparation of carbon dots-based nanoparticles and their research of bioimaging and targeted antitumor therapy.</a> Journal of Biomedical Materials Research. Part B, Applied Biomaterials. 110 (1), 220-228 (2022).</li><li>Chen, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Red,+green,+and+blue+light-emitting+carbon+dots+prepared+from+gallic+acid+for+white+light-emitting+diode+applications.">Red, green, and blue light-emitting carbon dots prepared from gallic acid for white light-emitting diode applications.</a> Nanoscale Advances. 4 (1), 14-18 (2022).</li><li>Byram, C., Moram, S. S. B., Shaik, A. K., Soma, V. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Versatile+gold+based+SERS+substrates+fabricated+by+ultrafast+laser+ablation+for+sensing+picric+acid+and+ammonium+nitrate.">Versatile gold based SERS substrates fabricated by ultrafast laser ablation for sensing picric acid and ammonium nitrate.</a> Chemical Physics Letters. 685, 103-107 (2017).</li><li>Efrima, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+SERS+of+bacteria.">Understanding SERS of bacteria.</a> Journal of Raman Spectroscopy. 40 (3), 277-288 (2009).</li><li>Movasaghi, Z., Rehman, S., Rehman, I. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Raman+spectroscopy+of+biological+tissues.">Raman spectroscopy of biological tissues.</a> Applied Spectroscopy Reviews. 42 (5), 493-541 (2007).</li><li>Mushtaq, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface-enhanced+Raman+spectroscopy+(SERS)+for+monitoring+colistin-resistant+and+susceptible+E.+coli+strains.">Surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) for monitoring colistin-resistant and susceptible E. coli strains.</a> Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 278, 121315 (2022).</li><li>Mosier-Boss, P. A., Sorensen, K. C., George, R. D., Obraztsova, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SERS+substrates+fabricated+using+ceramic+filters+for+the+detection+of+bacteria.">SERS substrates fabricated using ceramic filters for the detection of bacteria.</a> Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 153, 591-598 (2016).</li><li>Zhang, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+insights+into+increasing+antibiotic+resistance+in+Staphylococcus+aureus+by+label-free+SERS+using+a+portable+Raman+spectrometer.">Dynamic insights into increasing antibiotic resistance in Staphylococcus aureus by label-free SERS using a portable Raman spectrometer.</a> Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 273, 121070 (2022).</li><li>Li, J. F., Zhang, Y. J., Ding, S. Y., Panneerselvam, R., Tian, Z. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Core-shell+nanoparticle-enhanced+Raman+spectroscopy.">Core-shell nanoparticle-enhanced Raman spectroscopy.</a> Chemical Reviews. 117 (7), 5002-5069 (2017).</li><li>Bodelon, G., Montes-Garcia, V., Perez-Juste, J., Pastoriza-Santos, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface-enhanced+Raman+scattering+spectroscopy+for+label-free+analysis+of+P.+aeruginosa+quorum+sensing.">Surface-enhanced Raman scattering spectroscopy for label-free analysis of P. aeruginosa quorum sensing.</a> Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 8, 143 (2018).</li><li>Weiss, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface-enhanced+Raman+spectroscopy+of+microorganisms:+limitations+and+applicability+on+the+single-cell+level.">Surface-enhanced Raman spectroscopy of microorganisms: limitations and applicability on the single-cell level.</a> Analyst. 144 (3), 943-953 (2019).</li><li>Oliveira, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiplex+SERS+phenotyping+of+single+cancer+cells+in+microdroplets.">Multiplex SERS phenotyping of single cancer cells in microdroplets.</a> Advanced Optical Materials. 11 (1), 2201500 (2023).</li><li>Ho, C. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+identification+of+pathogenic+bacteria+using+Raman+spectroscopy+and+deep+learning.">Rapid identification of pathogenic bacteria using Raman spectroscopy and deep learning.</a> Nature Communications. 10 (1), 4927 (2019).</li><li>Spedalieri, C., Kneipp, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+enhanced+Raman+scattering+for+probing+cellular+biochemistry.">Surface enhanced Raman scattering for probing cellular biochemistry.</a> Nanoscale. 14 (14), 5314-5328 (2022).</li><li>Weng, S. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+sensitive+and+reliable+detection+of+microRNA+for+clinically+disease+surveillance+using+SERS+biosensor+integrated+with+catalytic+hairpin+assembly+amplification+technology.">Highly sensitive and reliable detection of microRNA for clinically disease surveillance using SERS biosensor integrated with catalytic hairpin assembly amplification technology.</a> Biosensors &amp; Bioelectronics. 208, 114236 (2022).</li><li>Wang, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Target-triggered+nanomaterial+self-assembly+induced+electromagnetic+hot-Spot+Generation+for+SERS-fluorescence+dual-mode+in+situ+monitoring+MiRNA-guided+phototherapy.">Target-triggered nanomaterial self-assembly induced electromagnetic hot-Spot Generation for SERS-fluorescence dual-mode in situ monitoring MiRNA-guided phototherapy.</a> Analytical Chemistry. 93 (41), 13755-13764 (2021).</li></ol>

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yok.

Özetle, 2.1 nm'lik ultra ince CD kabuğuna sahip Au@CDs başarıyla üretilmiştir. Nanokompozitler, saf Au NP'lerden daha üstün SERS duyarlılığı gösterir. Ayrıca, tekrarlanabilirlik ve uzun vadeli stabilite açısından mükemmel performansa Au@CDs. Daha ileri araştırmalar, A549 hücrelerinin31 SERS görüntülemesini gerçekleştirmek ve iki bakteri suşunu32 tespit etmek için Au@CDs substrat olarak almayı içerir. Au@CDs'nin esas olarak Au NP'ler ve CD'ler a...

Tek hücre analizi, hücresel heterojenliği ortaya çıkarma ve hücrenin kapsamlı durumunu değerlendirme çalışması için gereklidir. Hücrenin mikro çevreye anında tepki vermesi de tek hücreli analizigaranti eder 1. Bununla birlikte, mevcut tekniklerin bazı sınırlamaları vardır. Floresan algılama, tek hücreli analize uygulanabilir, ancak düşük hassasiyetle sınırlıdır. Diğer zorluklar, hücrelerin karmaşık floresan arka planından ve uzun süreli ışınlama altında floresan fotoağartmadankaynaklanmaktadır 2. Yüzeyde geliştirilmiş Raman saçılması (SERS), (1) içsel moleküler parmak izi bilgisini ve anlık durumu yansıtmak, (2) ultra yüksek yüzey hassasiyeti, (3) uygun multipleks algılama, (4) yüksek fotostabilite, (5) algılama, karşılaştırmalı analiz için ölçülebilir, (6) NIR dalga boyu uyarımı ile hücresel otofloresandan kaçınmak, (7) algılama hücresel bir suda gerçekleştirilebilir ortam ve (8) algılama,hücre 3,4,5 içindeki belirli bir bölgeye yönlendirilebilir.
SERS'i temel bir fenomen olarak anlamak için geniş çapta tanınan iki mekanizma vardır: baskın bir neden olarak elektromanyetik güçlendirme (EM) ve kimyasal güçlendirme (CM). EM, heyecan verici alanın belirli bir frekansında, gelen ışığın frekansı metalde salınan serbest elektronların frekansıyla eşleştiğinde elektromanyetik dalgalar tarafından yönlendirilen kolektif elektronların salınımını ifade eder ve yüzey plazmon rezonansına (SPR) yol açar. Lokalize SPR (LSPR), metal nanopartiküllere (NP'ler) çarpan gelen lazer yoluyla meydana geldiğinde, gelen ışığın rezonans absorpsiyonuna veya saçılmasına yol açar. Sonuç olarak, metal NP'lerin yüzey elektromanyetik alan yoğunluğu iki ila beş sıra4 ile arttırılabilir. Bununla birlikte, SERS'deki büyük gelişmenin anahtarı, tek bir metal NP değil, sıcak noktalar oluşturan iki NP arasındaki boşluktur. CM, (1) hedef moleküller ve metal NP'ler arasındaki etkileşimler ve (2) hedef moleküllerin metal NP'lere/NP'lerden elektron aktarabilmesi dahil olmak üzere iki taraftan üretilir 4,5. Bu inceleme makalelerinde daha ayrıntılı ayrıntılar bulunabilir 4,5. Canlı hücrelerde SERS biyoalgılama ve görüntüleme için birkaç umut verici yöntem önceki literatürde sunulmuştur, örneğin, apoptotik hücrelerin6, organellerdekiproteinlerin 7, hücre içi miRNA'ların8, hücresel lipid membranlarının,9 sitokinlerin10 ve metabolitlerin11 canlı hücrelerde saptanmasının yanı sıra konfokal SERS görüntüleme ile hücrelerin tanımlanması ve izlenmesi2, 11,12,13. İlginç bir şekilde, etiketsiz SERS, dahili moleküler spektrumlarıtanımlayabilen SERS'in benzersiz avantajını sunar 5.
Etiketsiz SERS için önemli bir sorun, rasyonel ve güvenilir bir alt tabakadır. Tipik SERS alt tabakaları, çok fazla ışık saçma konusundaki mükemmel kapasiteleri nedeniyle asil metal NP'lerdir14. Günümüzde, dikkat çekici fiziksel ve kimyasal özellikleri ve biyouyumlulukları nedeniyle nanokompozitlere giderek daha fazla önem verilmektedir. Daha da önemlisi, nanokompozitler, nanohibritler üzerindeki sıcak noktaların neden olduğu yoğun EM ve diğer metal olmayan malzemelerden kaynaklanan ek kimyasal güçlendirme nedeniyle daha iyi SERS aktivitesi gösterebilir15. Örneğin, Fei ve ark. fare 4T1 meme kanseri hücresinin (4T1hücreleri) etiketsiz yakın kızılötesi (NIR) SERS görüntülemesi için Au NP@MoS2 QD nanokompozitleri sentezlemek için indirgeyici olarak MoS 2 kuantum noktalarını (QD'ler) kullandılar16. Ayrıca, Li ve ark. gıda kaynaklı patojenik bakterilerin etiketsiz SERS ölçümleri için Au NP'ler ve 2D hafniyum ditellürid nano tabakalardan oluşan bir 2D SERS substratı üretti17. Son zamanlarda, iyi elektron donörleri olan karbon noktaları (CD'ler), Au çekirdekleri ve CD kabukları arasındaki yük transferi (CT) etkisine dayalı olarak SERS aktivitesini arttırmak için etkili malzemeler olduğu bildirilen Au@carbon noktalı nanoprobları (Au@CDs)18 sentezlemek için başka indirgeyiciler veya ışınlama olmadan indirgeyiciler olarak kullanılmıştır19,20. Bunun da ötesinde, CD'ler, Au NP'lerin21 toplanmasını önlemek için kapatma maddesi ve bir dengeleyici olarak kabul edilir. Ek olarak, çok sayıda bağlanma ve aktif bölge20 sağlayabildiği için analitlerle reaksiyonlar için daha fazla olasılık açar. Yukarıdakilerden yararlanarak, Jin ve ark. heterojen katalitik reaksiyonları gerçek zamanlı olarak izlemek için benzersiz SERS özelliklerine ve mükemmel katalitik aktivitelere sahip Ag@CD NP'ler üretmek için hızlı ve kontrol edilebilir bir yöntem geliştirdi18.
Burada, hücresel bileşenleri tanımlamak ve etiketsiz SERS canlı hücre biyogörüntülemesinin yanı sıra Escherichia coli (E. coli) ve Staphylococcus aureus'u (S. aureus) tespit etmek ve ayırt etmek için çekirdek-kabuk Au@CD SERS substratlarının üretilmesi için kolay ve düşük maliyetli bir yöntem gösterilmiştir.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>10x PBS buffer (Cell culture)</td>
			<td>Langeco Technology</td>
			<td>BL316A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6 well cell culture plate</td>
			<td>LABSELECT</td>
			<td>11110</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell Counting Kit-8 (CCK-8)</td>
			<td>GLPBIO</td>
			<td>GK10001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Citric acid</td>
			<td>Shanghai Aladdin Biochemical Technology</td>
			<td>C108869</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CO2 incubator</td>
			<td>Thermo Fisher Technologies</td>
			<td>3111</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Constant temperature magnetic agitator</td>
			<td>Sartorius Scientific Instruments</td>
			<td>SQP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cryogenic high speed centrifuge</td>
			<td>Shanghai Boxun</td>
			<td>SW-CJ-2FD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM high glucose cell culture medium</td>
			<td>Procell</td>
			<td>PM150210</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electronic balance</td>
			<td>Sartorius Scientific Instruments</td>
			<td>SQP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Enzyme marker</td>
			<td>Thermo Fisher Technologies</td>
			<td>3111</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum</td>
			<td>Zhejiang Tianhang Biological Technology</td>
			<td>11011-8611</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Figure 1</td>
			<td>Figdraw.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fourier infrared spectrometer</td>
			<td>Thermo, America</td>
			<td>Nicolet 380</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Freeze dryer</td>
			<td>Tecan</td>
			<td>Infinite F50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gallic acid</td>
			<td>Shanghai Aladdin Biochemical Technology</td>
			<td>G104228</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Handheld Raman spectrometer</td>
			<td>OCEANHOOD, Shanghai, China</td>
			<td>Uspectral-PLUS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HAuCl4</td>
			<td>Guangzhou Pharmaceutical Company (Guangzhou)</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High resolution transmission electron microscope</td>
			<td>Thermo Fisher Technologies</td>
			<td>FEI Tecnai G2 Spirit T12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High temperature autoclave</td>
			<td>Shanghai Boxun</td>
			<td>YXQ-LS-50S&#160;<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/65524/65524eq02.jpg" style="margin: auto;" /></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inverted microscope</td>
			<td>Nanjing Jiangnan Yongxin Optical</td>
			<td>XD-202</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LB Broth BR</td>
			<td>Huankai picoorganism</td>
			<td>028320</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medical ultra-low temperature refrigerator</td>
			<td>Thermo Fisher Technologies</td>
			<td>ULTS1368</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methylene blue</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pancreatin Cell Digestive Solution</td>
			<td>beyotime</td>
			<td>C0207</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin streptomycin double resistance</td>
			<td>Shanghai Boxun</td>
			<td>YXQ-LS-50S&#160;<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/65524/65524eq02.jpg" style="margin: auto;" /></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pure water meter</td>
			<td>Millipore, USA</td>
			<td>Milli-Q System</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Raman spectrometer</td>
			<td>Renishaw</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sapphire chip</td>
			<td>beyotime</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermostatic water bath</td>
			<td>Changzhou Noki</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultra-clean table</td>
			<td>Shanghai Boxun</td>
			<td>SW-CJ-2FD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Uv-visible light absorption spectrometer</td>
			<td>MADAPA, China</td>
			<td>UV-6100S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wire 3.4</td>
			<td>Renishaw</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

label-free surface-enhanced raman scattering bioanalysis based on au@carbon dot nanoprobes

Yüzeyde geliştirilmiş Raman saçılımı (SERS) teknolojisi, biyolojik numunelerin moleküler parmak izi bilgilerini sağlama yeteneğinin yanı sıra tek hücreli analizdeki potansiyeli nedeniyle biyomedikal alanda giderek daha fazla ilgi görmüştür. Bu çalışma, Au@carbon noktalı nanoproblara (Au@CDs) dayalı etiketsiz SERS biyoanalizi için basit bir strateji oluşturmayı amaçlamaktadır. Burada, polifenolden türetilen CD'ler, işbirlikçi Raman geliştirme mekanizması sayesinde metilen mavisi (MB) konsantrasyonu 10-9 M kadar düşük olduğunda bile güçlü SERS performansına izin veren çekirdek-kabuk Au@CD nanoyapıları hızlı bir şekilde sentezlemek için indirgeyici olarak kullanılır. Biyoanaliz için Au@CDs, biyonumunelerin hücresel bileşenlerini (örneğin, kanser hücreleri ve bakteriler) tanımlamak için benzersiz bir SERS nanosensörü olarak hizmet edebilir. Farklı türlere ait moleküler parmak izleri, ana bileşen analizi ile birleştirildikten sonra daha da ayırt edilebilir. Ek olarak, Au@CDs hücre içi bileşim profillerini analiz etmek için etiketsiz SERS görüntülemeyi de mümkün kılar. Bu strateji, uygulanabilir, etiketsiz bir SERS biyoanalizi sunarak nanotanı için yeni bir olasılık sunar.

Single-cell analysis is essential for the study of revealing cellular heterogeneity and assessing the comprehensive state of the cell. The cell&#39;s instant response to the microenvironment also warrants single-cell analysis1. However, there are some limitations to the current techniques. Fluorescence detection can be applied to single-cell analysis, but it&#39;s limited by low sensitivity. Other challenges arise from the complicated fluorescence background of cells and the fluorescence photobleaching under long-term irradiation2. Surface-enhanced Raman scattering (SERS) may qualify in terms of single-cell analysis owing to its advantages, including (1) reflecting the intrinsic molecular fingerprint information and the instantaneous situation, (2) ultrahigh surface sensitivity, (3) convenient multiplex detection, (4) high photostability, (5) detection can be quantified for comparative analysis, (6) avoiding cellular autofluorescence with the NIR wavelength excitation, (7) detection can be performed in a cellular aqueous environment, and (8) detection can be directed to a specific region within the cell3,4,5.
There are two broadly recognized mechanisms to understand SERS as a fundamental phenomenon: electromagnetic enhancement (EM) as a dominant reason and chemical enhancement (CM). EM refers to, in a given frequency of the exciting field, the oscillation of collective electrons driven by electromagnetic waves when the frequency of the incident light matches the frequency of free electrons oscillating in the metal, giving rise to surface plasmon resonance (SPR). When localized SPR (LSPR) occurs through the incident laser impinging at the metal nanoparticles (NPs), it leads to the resonant absorption or scattering of the incident light.&#160;Consequently, the surface electromagnetic field intensity of metal NPs can be enhanced by two to five orders4. However, the key to the huge enhancement in SERS is not a single metal NP, but the gap between two NPs, which creates hot spots. CM is generated from two sides, including (1) interactions between target molecules and metal NPs and (2) target molecules being able to transfer electrons to/from metal NPs4,5. More exhaustive details can be found in these review articles4,5. Several promising methods for SERS biosensing and imaging in living cells have been presented in previous literature, for example, the detection of apoptotic cells6, proteins in organelles7, intracellular miRNAs8, cellular lipid membranes,9cytokines10, and metabolites11&#160;in living cells, as well as the identification and monitoring of cells by confocal SERS imaging2,11,12,13. Interestingly, label-free SERS presents the unique advantage of SERS, which can describe internal molecular spectra5.
A major issue for label-free SERS is a rational and reliable substrate. Typical SERS substrates are noble metal NPs because of their excellent capacity to scatter a lot of light14. Nowadays, more and more attention is paid to nanocomposites due to their remarkable physical and chemical properties and biocompatibility. More significantly, nanocomposites can show better SERS activity because of the intense EM induced by the hot spots on the nanohybrids and additional chemical enhancement originating from other non-metal materials15. For example, Fei et al. used MoS2quantum dots (QDs) as reducers to synthesize Au NP@MoS2 QD nanocomposites for label-free near-infrared (NIR) SERS imaging of mouse 4T1 breast cancer cell (4T1 cells)16. Also, Li et al. fabricated a 2D SERS substrate consisting of Au NPs and 2D hafnium ditelluride nanosheets for label-free SERS measurements of foodborne pathogenic bacteria17. Recently, carbon dots (CDs), good electron donors, have been used as reductants without other reductants or irradiation to synthesize Au@carbon dot nanoprobes (Au@CDs)18, which have been reported to be efficient materials to enhance SERS activity based on the charge-transfer (CT) effect between Au cores and CD shells19,20. More than that, CDs are recognized as the capping agent and a stabilizer to prevent Au NPs from aggregating21. In addition, it opens up more possibilities for reactions with analytes, as it can provide a large number of binding and active sites20. Taking advantage of the above, Jin et al. developed a fast and controllable method for fabricating Ag@CD NPs with unique SERS properties and excellent catalytic activities for monitoring heterogeneous catalytic reactions in real time18.
Herein, a facile and low-cost method for fabricating core-shell Au@CD SERS substrates to identify cellular components and label-free SERS live cell bioimaging, as well as to detect and differentiate Escherichia coli (E. coli) and Staphylococcus aureus (S. aureus) was demonstrated, which holds promise for the early diagnosis of disease and a better understanding of cellular processes.

Yazar Spotlight: Gelişmiş SERS Teknolojisi: Etiketsiz Analiz ve Görüntüleme için Au@Carbon Nokta Nanoprobları 

Au@Carbon noktalı nanoproblara dayalı etiketsiz yüzeyde geliştirilmiş Raman saçılma biyoanalizi

In this research, we developed a low-cost fingerprint nanoprobe, based on surface-enhanced Raman scattering, with favorable biocompatibility. Our probe enables label-free live cell bio-imaging and can detect two bacterial strains by providing molecular fingerprint information. We also conducted a principal component analysis of single living cells.Researchers have recently focused on improving sensitivity, reproducibility, and developing new substrates and technique to provide reliable molecular information. This enables the simultaneous detection of multiple analyses, and it can be combined with machine learning data analyses for improved performance. Obtaining specific rhythmic signals from cells can be challenging, due to the presence of many other chemicals in the sample;which can interfere with the background signal.Compared with the fluorescence detection, the level fluorescence had actual high surface sensitivity. And could realize the directional detection of spacing errors raising cells. More importantly, you can provide the intrinsic chemistry of the at a single cell level in or on the strategy manner under natural conditions.In the future, our work will focus on the complete architecture of carbon-dot based system, including the structure verification and the source We also focus on the biomedical application of this search system such as cell research and the applications.

Au@CDs imalatı Şekil 1'de gösterilmiştir. CD'ler, tipik bir hidrotermal işlemle CA ve GA'danhazırlandı 18. Au@CDs, oda sıcaklığında sulu ortamda CD'ler tarafından HAuCl4 indirgenerek hızla sentezlendi. CD'lerin ve Au@CDs boyutu ve morfolojisi TEM ve yüksek çözünürlüklü (HR) TEM23 ile gözlemlenebilir. Hazırlanan CD'ler, yaklaşık 2-6 nm'lik küçük boyutlarda monodispersizedir (<stron...

Watch this Scientific Journal Video about Advancing SERS Technology: Au@Carbon Dot Nanoprobes for Label-Free Analysis and Imaging at JoVE.com

Bu çalışmada, etiketsiz canlı hücre biyogörüntülemesini göstermek ve iki bakteri suşunu tespit etmek için uygun biyouyumluluğa sahip, düşük maliyetli, yüzeyde geliştirilmiş Raman saçılımı (SERS) tabanlı bir parmak izi nanoprobu geliştirdik ve canlı hücrelerin SERS spektrumlarının tahribatsız bir yöntemle nasıl elde edileceğini ayrıntılı olarak gösterdik.

Surface-enhanced Raman scattering (SERS) technology has attracted more and more attention in the biomedical field due to its ability to provide molecular ...

Bu araştırmada, uygun biyouyumluluğa sahip, yüzeyde geliştirilmiş Raman saçılımına dayanan düşük maliyetli bir parmak izi nanoprobu geliştirdik. Probumuz, etiketsiz canlı hücre biyo-görüntülemeyi mümkün kılar ve moleküler parmak izi bilgisi sağlayarak iki bakteri suşunu tespit edebilir. Ayrıca, tek canlı hücrelerin temel bileşen analizini de gerçekleştirdik.Araştırmacılar son zamanlarda duyarlılığı, tekrarlanabilirliği geliştirmeye ve güvenilir moleküler bilgi sağlamak için yeni substratlar ve teknikler geliştirmeye odaklandılar. Bu, birden fazla analizin aynı anda algılanmasını sağlar ve gelişmiş performans için makine öğrenimi veri analizleriyle birleştirilebilir. Numunede başka birçok kimyasalın bulunması nedeniyle hücrelerden spesifik ritmik sinyaller elde etmek zor olabilir; arka plan sinyalini etkileyebilir.Floresan algılama ile karşılaştırıldığında, floresan seviyesi gerçek yüksek yüzey hassasiyetine sahipti. Ve hücreleri yükselten boşluk hatalarının yönlü tespitini gerçekleştirebilir. Daha da önemlisi, içsel kimyayı tek hücre düzeyinde veya doğal koşullar altında strateji tarzında sağlayabilirsiniz.Gelecekte, çalışmalarımız, yapı doğrulaması ve kaynak da dahil olmak üzere karbon nokta tabanlı sistemin tam mimarisine odaklanacak Ayrıca bu arama sisteminin hücre araştırması ve uygulamaları gibi biyomedikal uygulamalarına da odaklanacağız.

label-free-surface-enhanced-raman-scattering-bioanalysis-based-on

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Label-Free Surface-Enhanced Raman Scattering Bioanalysis Based on Au@Carbon Dot Nanoprobes

1.1K Görüntüleme.  South China Normal University. Bu araştırmada, uygun biyouyumluluğa sahip, yüzeyde geliştirilmiş Raman saçılımına dayanan düşük maliyetli bir parmak izi nanoprobu geliştirdik. Probumuz, etiketsiz canlı hücre biyo-görüntülemeyi mümkün kılar ve moleküler parmak izi bilgisi sağlayarak iki bakteri suşunu tespit edebilir. Ayrıca, tek canlı hücrelerin temel bileşen analizini de gerçekleştirdik.Araştırmacılar son zamanlarda duyarlılığı, tekrarlanabilirliği geliştirmeye ve güvenilir ...

Video: Yazar Spotlight: Gelişmiş SERS Teknolojisi: Etiketsiz Analiz ve Görüntüleme için Au@Carbon Nokta Nanoprobları 

Surface-enhanced Raman scattering (SERS) technology has attracted more and more attention in the biomedical field due to its ability to provide molecular fingerprint information of biological samples, as well as its potential in single-cell analysis. This work aims to establish a simple strategy for label-free SERS bioanalysis based on Au@carbon dot nanoprobes (Au@CDs). Here, polyphenol-derived CDs are utilized as the reductant to rapidly synthesize core-shell Au@CD nanostructures, which allows powerful SERS performance even when the concentration of methylene blue (MB) is as low as 10-9 M, due to the cooperative Raman enhancement mechanism. For bioanalysis, Au@CDs can serve as a unique SERS nanosensor to identify the cellular components of biosamples (e.g., cancer cells and bacteria). The molecular fingerprints from different species can be further distinguished after combination with the principal component analysis. In addition, Au@CDs also enable label-free SERS imaging to analyze intracellular composition profiles. This strategy offers a feasible, label-free SERS bioanalysis, opening up a new prospect for nanodiagnosis.

In this study, we developed a low-cost surface-enhanced Raman scattering (SERS)-based fingerprint nanoprobe with favorable biocompatibility to show label-free live cell bioimaging and detect two bacterial strains, showing in detail how to get SERS spectra of living cells in a non-destructive method.

Biyomühendislik

Fabrication of Au@Carbon Dot Nanoprobes

Begin by adding 100 microliters of the prepared carbon dot solution into 200 microliters of chloroauric acid at room temperature for 10 seconds until a purple suspension is formed. Next, centrifuge the purple suspension at 4, 000 G for 10 minutes at room temperature. Gently remove the supernatant using a pipette if removing the gold carbon dot's composite nanoparticles colloids is difficult.Resuspend the gold carbon dot's composite nanoparticles in 200 microliters of deionized water to wash away excess carbon dots. Centrifuge the suspension once again, remove the supernatant, and obtain the core shell nanoparticles by redispersing them in 100 microliters of deionized water. Store the mixture at four degrees Celsius.

Au@Carbon Noktalı Nanoprobların İmalatı

Human Epithelial Lung Carcinoma Cells Culture and Cell Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS) Experiments

After fabricating the gold carbon dots composite nanoparticles, place a sterile sapphire chip into the 24-well plates and seed cells with one milliliter of the medium into a single well. Incubate the plates in a humid environment to attain 70 to 80%confluence. Add the gold carbon dots composite nanoparticles to the single well and incubate for four to six hours.At the end of the incubation, remove the medium from the sapphire chips. Gently rinse the chips with PBS and dip the sapphire chips in PBS for SERS detection. To perform the SERS experiment, switch on the computer, Raman spectrometer, and 785 nanometer laser.Next, start the accompanying software and perform calibration using silicon wafers. Click new measurement followed by spectral acquisition and adjust the spectrum range. Then go to the acquisition tab, adjust the exposure time and laser power, and click OK to initiate a new spectral acquisition.Use a 20X objective lens for a clear cellular image. Then switch to a 50X lens. After selecting a point on the cells for measurement, click run to initiate the process and then save the spectra.To obtain SERS imaging of A549 cells, click new streamline image acquisition, select the range to be photographed and click OK.Set the edge streamline to 785 nanometers center to 1, 200 centimeter inverse, exposure duration to five seconds, and laser power to 50%The parameter can be modified as required. Click on new of live imaging, choose signal to baseline and set the first limit to 725 and the second limit to 1, 700. Then go to area set up, set the proper steps and click on OK.Finally, click run to start performing SERS imaging.SERS Spectra revealed that even when the concentration of methylene blue is as low as 10 to the minus nine molar, gold carbon dots composite nanoparticles exhibit excellent SERS performance compared to gold nanoparticles. SERS spectra acquired on 20 points exhibited high similarity. One month after the placement of gold carbon dots composite nanoparticles at four degrees Celsius, the average SERS activity at 950, 1, 185 and 1, 620 centimeters inverse showed a degree of decay of about 5.43%11.44%and 13.94%respectively.Gold carbon dots composite nanoparticles barely showed cytotoxicity to A549 cells. The mean spectrum of A549 cells is presented. Gold carbon dots composite nanoparticle aggregates exhibit obvious SERS signals without noise background in the SERS mapping of A549 cells.Spectra from different cell points demonstrated the heterogeneity of components in various cytoplasmic regions.