Name: 表面增强共振拉曼散射纳米探针比比法检测微卵巢癌的意义上 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-03-25T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 54 s
Description: 学习利用叶酸受体靶向表面增强共振拉曼散射纳米探针进行卵巢癌转移灶成像的方法。该技术通过比率成像提高肿瘤检测的特异性与准确性，适用于检测微小病灶。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

特此致谢以下资助来源（致 M.F.K.）：NIH R01 EB017748、R01 CA222836 和 K08 CA16396；Damon Runyon-Rachleff 创新奖 DRR-29-14；Pershing Square Sohn 癌症研究联盟颁发的 Pershing Square Sohn 奖；以及纪念斯隆-凯特琳癌症中心分子成像中心（MSKCC Center for Molecular Imaging） &amp;#38; 纳米技术中心（CMINT）和技术开发资助。同时感谢MSKCC NIH核心资助（P30-CA008748）提供的经费支持。

所有动物实验均经纪念斯隆-凯特琳癌症中心机构动物照护与使用委员会批准（#06-07-011）。
1.&#160;金纳米星核的合成
注意：金纳米星被用作本实验中两种类型的 SERRS 纳米探针的核心。
<ol>
	<li>在去离子水（DI水）中配制800 mL的60 mM抗坏血酸（C6H8O6）溶液，并在去离子水中配制8 mL的20 mM四氯金酸（HAuCl4）溶液。将两种溶液冷却至4 °C。</li>
	<li>在4 °C下进行此反应步骤。将含有800 mL抗坏血酸溶液的锥形瓶置于磁力搅拌器上，形成稳定的漩涡。迅速将8 mL四氯金酸溶液加入漩涡中。数秒内将生成纳米星，溶液变为深蓝色。若溶液在任何时刻变为粉红色或紫色，表明生成了纳米球，应弃去该悬浮液并重新尝试合成。</li>
	<li>将纳米星悬浮液倒入50 mL锥形管中，在4 °C条件下以3,220 × g离心20分钟。吸除上清液，每管中保留约200 µL溶液。注意不要扰动管底的纳米颗粒沉淀。 
	注意：由于仍有悬浮的纳米星存在，上清液应呈现蓝色。</li>
	<li>使用微量移液器轻轻搅动溶液，使各管中的纳米颗粒重新悬浮并收集。部分沉淀可能紧贴管底难以分散，即使剧烈吹打也无法重悬，该部分应弃去。</li>
	<li>将纳米颗粒悬浮液转移至透析盒（截留分子量3.5 kDa），在2 L去离子水中透析至少三天，每天更换透析液。可在4 °C下将纳米星保存于透析液中长达一个月，每3–4天更换一次水。 
	注意：纳米星应持续保留在透析过程中，直至按第2节所述进行硅化反应时使用。</li>
</ol>
2.&#160;二氧化硅壳的形成
注意：合成两种类型的拉曼纳米探针。两种探针的合成步骤相同，唯一的区别在于所使用的拉曼报告分子（染料）。本实验中使用 IR780 高氯酸盐和 IR140。反应过程应始终在塑料容器中进行。该合成方法具有高度可扩展性，可根据所需注射剂量的量进行调整。此处描述的是中等规模批次的合成，可根据需要线性缩放至更小或更大的体积，试剂浓度和反应时间保持不变。两种表面增强共振拉曼散射（SERRS）纳米探针的反应可并行进行，需注意避免交叉污染。在离心洗涤步骤后或纳米颗粒储存超过一小时后，重新分散纳米颗粒沉淀时应进行超声处理。超声处理应持续至纳米颗粒明显悬浮于溶液中，通常超声 1 秒即可。
<ol>
	<li>在A管（50 mL锥形管）中，混合10 mL异丙醇、500 µL正硅酸乙酯（TEOS）、200 µL去离子水和60 µL染料（高氯酸IR780或IR140，20 mM溶于DMF（二甲基甲酰胺））。</li>
	<li>在B管（15 mL锥形管）中，混合3 mL乙醇和200 µL氢氧化铵。对第1.4步得到的纳米星进行超声处理以分散溶液中的聚集体，并将1.2 mL纳米星溶液加入该管中。 
	注意：氢氧化铵溶液具有高度挥发性，难以准确移取。建议在使用前将其保存于4 °C，以便于移液操作。</li>
	<li>将A管置于涡旋混合器上，形成稳定的涡流。迅速将B管中的内容物加入涡流中，并继续混合约5秒。立即转移至摇床，在室温下以300 rpm振荡反应15分钟。</li>
	<li>反应15分钟后，加入乙醇至50 mL管满，以终止反应。在4 °C条件下，以3,220 × g离心20分钟。</li>
	<li>小心吸除上清液，保留约0.5 mL溶液，注意不要扰动沉淀。加入1 mL乙醇，用移液器吹打重悬纳米颗粒。转移至1.5 mL离心管中，通过在11,000 × g离心4分钟、吸除上清液，并用超声处理约1秒重新分散沉淀，重复此洗涤步骤共4次。 
	注意：在此阶段，硅化纳米颗粒可按照第3节所述进行功能化修饰，或额外增加一次洗涤步骤后重悬于去离子水中，于4 °C保存最多一周。</li>
</ol>
3.&#160;表面功能化
注意： IR780 SERRS 纳米探针将通过 PEG 交联剂与叶酸受体靶向抗体偶联，形成 αFR-NPs；IR140 SERRS 对照纳米探针则将偶联钝化 PEG 单分子层，用于制备 nt-NPs。两种类型的纳米探针均通过分别但平行进行的巯基-马来酰亚胺反应生成。
<ol>
	<li>通过在11,000 × g 条件下离心4分钟，吸除上清液，并将沉淀物用1 mL乙醇超声重悬，洗涤纳米颗粒两次。再重复洗涤一次，但将沉淀物重悬于1 mL 85%乙醇、10% 3-MPTMS（3-巯基丙基三甲氧基硅烷）和5%去离子水中。在室温下孵育1–2小时，以在颗粒表面引入巯基。</li>
	<li>将巯基功能化的纳米颗粒在11,000 × g 条件下离心4分钟，吸除上清液后通过超声将沉淀重悬，依次用乙醇洗涤两次、去离子水洗涤两次，最后重悬于HEPES（4-(2-羟乙基)-1-哌嗪乙磺酸）缓冲液（10 mM，pH 7.1）中，置于一旁备用。 
	注意：应使用MES（2-(N-吗啉代)乙磺酸）缓冲液或HEPES缓冲液。盐浓度较高的缓冲液（如PBS，磷酸盐缓冲盐水）可能引起纳米颗粒聚集。</li>
	<li>对于抗体功能化的αFR-NPs，将200 µg抗体（抗叶酸结合蛋白抗体克隆[LK26]）与十倍摩尔过量的PEG交联剂（聚乙二醇-N-羟基琥珀酰亚胺戊酸酯醚 N′-(3-马来酰亚胺丙酰基)乙胺，CAS: 851040-94-3）溶于500 µL MES缓冲液（10 mM，pH 7.1）中，反应30分钟。</li>
	<li>使用离心过滤装置（截留分子量100 kDa）对抗体-PEG反应液进行离心，以去除未反应的交联剂并浓缩抗体。本研究中所用离心过滤装置的离心条件为：23 °C下，14,000 × g 离心10分钟。将滤膜倒置后放入新离心管中，在1,000 × g 条件下离心2分钟，回收结合后的抗体。</li>
	<li>用移液器将第3.2步制备的IR780纳米颗粒加入含有抗体的离心管中，并用移液器反复吹打混匀。室温下孵育至少30分钟，或 alternatively 在4 °C下过夜孵育，以形成αFR-NPs。</li>
	<li>为制备nt-NPs，将1% w/v的甲氧基封端（m）PEG5000-马来酰亚胺（CAS: 99126-64-4）溶于DMSO中，加入到第3.2步制备的IR140 SERRS纳米颗粒中，在500 µL MES缓冲液（10 mM，pH 7.1）中于室温反应至少30分钟，或 alternatively 在4 °C下过夜反应。</li>
	<li>用于小鼠给药（第5节）时，将两种类型的纳米探针均在11,000 × g 条件下离心4分钟，吸除上清液以去除未反应的游离抗体/PEG，然后分别重悬于MES缓冲液（10 mM，pH 7.1）中，浓度为600 pM。重悬纳米颗粒时应尽量减少不必要的超声暴露，以防止抗体变性。</li>
</ol>
4.&#160;小鼠模型构建
<ol>
	<li>建立人卵巢腺癌（SKOV-3）细胞系的稳定培养。可选地，为实现通过生物发光/荧光进行监测，可使用转染的 SKOV-3 Luc+/GFP+ 细胞。将细胞培养于含 10% 胎牛血清的 RPMI（Roswell Park Memorial Institute）培养基中，每周传代两次。用于注射时，用 0.25% 胰蛋白酶/0.05% EDTA 处理细胞 3 分钟以使其脱落，随后用 PBS 洗涤并重悬于 100 µL 含 2 × 106 个细胞的 PBS 中。</li>
	<li>为建立卵巢微转移模型，将 200 µL 悬浮的 SKOV-3 细胞通过腹腔注射注入裸雌鼠（FOXn1nu/FOXn1nu 小鼠，6–8 周龄）。约 4 周后将出现腹膜播散性转移。若使用 SKOV-3 Luc+ 细胞，可通过眶后注射 50 µL PBS 中含 2 mg 虫荧光素酶底物（beetle luciferin）的方式，利用生物发光监测肿瘤生长情况。</li>
</ol>
5.&#160;纳米探针注射与成像
<ol>
	<li>按照第1-3节所述方法制备纳米探针（αFR-NPs和nt-NPs），并以1:1比例混合，最终每种纳米探针在MES缓冲液（10 mM，pH 7.1）中的浓度为300 pM。可选步骤：在小型（100 µL）锥形管中制备每种纳米探针30 pM的参考标准品。</li>
	<li>每只小鼠腹腔注射1 mL纳米颗粒悬浮液，并轻轻按摩腹部以使纳米颗粒在腹腔内均匀分布。将小鼠放回饲养笼中。25分钟或更长时间后，通过CO2窒息法处死小鼠。</li>
	<li>将小鼠固定于手术平台，呈仰卧位（若需进行全腹部成像，平台应可安装至直立式显微镜载物台上）。
	<ol>
		<li>使用有齿镊子和解剖剪刀去除皮肤以暴露腹膜，并做一条长2至3 cm的矢状切口，充分暴露整个腹腔。将腹膜瓣固定在平台上。使用塑料冲洗瓶以至少60 mL PBS冲洗腹腔内部。 
		注意：为实现无障碍的全腹部成像，需移动或切除肠管。若选择切除，应结扎肠系膜血管以减少血液流入腹腔。</li>
		<li>或者，若需对特定器官成像，可在PBS冲洗后将其切除，并置于显微镜载玻片上。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>将平台或载玻片转移至配备直立光学系统和电动载物台的拉曼显微光谱仪；使用商业系统，配备300 mW 785 nm激光二极管，光栅刻线密度为每毫米1,200条，中心波数设为1,115 cm-1。
	<ol>
		<li>使用白光光学系统对目标区域进行聚焦，该系统与拉曼激光共焦。选择成像区域及所需分辨率；本研究中采用高速采集模式（在持续激光照射下采集光谱，同时显微镜载物台持续移动，有效空间分辨率为14.2 µm × 200 µm；物镜放大倍数为5×，激光功率100 mW，每点曝光时间&#60;100 ms）。 
		注意：如需要，可将第5.1步中含参考纳米探针的管子放置于成像区域内，作为后续分析的内部参考标准。确保除激光外无其他杂散光源进入物镜。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>可选步骤：将样本在含4%多聚甲醛的PBS中于4 °C固定过夜，用于组织学处理与验证。在4 °C条件下用PBS漂洗至少两次，每次不少于15分钟。将样本保存于70%乙醇水溶液中，直至进行常规组织学处理及石蜡包埋。为验证肿瘤组织，可从石蜡块不同深度切取5 µm厚切片，并进行苏木精-伊红（H&amp;#38;E）染色。</li>
</ol>
6.&#160;数据处理与可视化
注意：所有数据处理均使用内部开发的图形用户界面完成，该界面基于商业软件构建。所用的所有功能在其他计算环境中均有通用的等效工具。
<ol>
	<li>通过检测每种风味的纯悬浮液获取其参考光谱。参考光谱可来源于纳米探针的点扫描、在孔板中对纳米探针成像，或在参考管的实验扫描中加入内部参考（见步骤5.1）。</li>
	<li>对参考光谱进行预处理，方法包括基线扣除（Whittaker滤波，λ = 200）、按曲线下面积归一化，以及Savitzky-Golay导数滤波（二次多项式拟合，一阶导数，宽度 = 15步）。这些预处理后的光谱将作为经典最小二乘法（CLS）模型的参考。</li>
	<li>以与参考光谱相同的方式对图像中的样本数据进行预处理。使用可用的CLS算法计算每个样本点的CLS得分。直接CLS（DCLS）得分即为样本光谱投影到参考光谱广义逆矩阵（Moore-Penrose逆）所定义线性空间中的坐标。也可采用其他拟合算法（如非负最小二乘法、偏最小二乘法等）。 
	注意：某些拟合算法可能产生负值得分，这在本实验背景下无物理意义。若出现此情况，可设定阈值以排除负值得分，或改用受约束的非负最小二乘法算法。</li>
	<li>计算目标纳米颗粒在参考光谱上的得分（ScoresαFR）与非目标纳米颗粒在参考光谱上的得分（Scoresnt）之间的逐点比值。若得分为非负数，该比值可用对数形式表示： 
	R = log10(ScoresαFR/ Scoresnt)。 
	比值R宜采用以零为中心的发散色阶显示，以反映探针相对丰度的数量级差异。所得图像可叠加至样本的白光图像上，以揭示叶酸受体过表达区域。</li>
</ol>

<ol><li>Oseledchyk, A., Andreou, C., Wall, M. A., Kircher, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Folate-Targeted+Surface-Enhanced+Resonance+Raman+Scattering+Nanoprobe+Ratiometry+for+Detection+of+Microscopic+Ovarian+Cancer%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Folate-Targeted Surface-Enhanced Resonance Raman Scattering Nanoprobe Ratiometry for Detection of Microscopic Ovarian Cancer.</a> ACS Nano. 11 (2), 1488-1497 (2017).</li>
<li>Andreou, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+of+Liver+Tumors+Using+Surface-Enhanced+Raman+Scattering+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Imaging of Liver Tumors Using Surface-Enhanced Raman Scattering Nanoparticles.</a> ACS Nano. 10 (5), 5015-5026 (2016).</li>
<li>Karabeber, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Guiding+brain+tumor+resection+using+surface-enhanced+Raman+scattering+nanoparticles+and+a+hand-held+Raman+scanner%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Guiding brain tumor resection using surface-enhanced Raman scattering nanoparticles and a hand-held Raman scanner.</a> ACS Nano. 8 (10), 9755-9766 (2014).</li>
<li>Kircher, M. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+brain+tumor+molecular+imaging+strategy+using+a+new+triple-modality+MRI-photoacoustic-Raman+nanoparticle%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Medicine%22%5BJournal%5D)">A brain tumor molecular imaging strategy using a new triple-modality MRI-photoacoustic-Raman nanoparticle.</a> Nature Medicine. 18 (5), 829-834 (2012).</li>
<li>Andreou, C., Kishore, S. A., Kircher, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface-Enhanced+Raman+Spectroscopy%3A+A+New+Modality+for+Cancer+Imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">Surface-Enhanced Raman Spectroscopy: A New Modality for Cancer Imaging.</a> Journal of Nuclear Medicine. 56 (9), 1295-1299 (2015).</li>
<li>Harmsen, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rational+design+of+a+chalcogenopyrylium-based+surface-enhanced+resonance+Raman+scattering+nanoprobe+with+attomolar+sensitivity%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Rational design of a chalcogenopyrylium-based surface-enhanced resonance Raman scattering nanoprobe with attomolar sensitivity.</a> Nature Communications. 6, 6570(2015).</li>
<li>Harmsen, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface-enhanced+resonance+Raman+scattering+nanostars+for+high-precision+cancer+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Science+Translational+Medicine%22%5BJournal%5D)">Surface-enhanced resonance Raman scattering nanostars for high-precision cancer imaging.</a> Science Translational Medicine. 7 (271), 271ra277(2015).</li>
<li>Harmsen, S., Wall, M. A., Huang, R., Kircher, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cancer+imaging+using+surface-enhanced+resonance+Raman+scattering+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Protocols%22%5BJournal%5D)">Cancer imaging using surface-enhanced resonance Raman scattering nanoparticles.</a> Nature Protocols. 12 (7), 1400-1414 (2017).</li>
<li>Huang, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+Precision+Imaging+of+Microscopic+Spread+of+Glioblastoma+with+a+Targeted+Ultrasensitive+SERRS+Molecular+Imaging+Probe%5BTitle%5D)+AND+%22Theranostics%22%5BJournal%5D)">High Precision Imaging of Microscopic Spread of Glioblastoma with a Targeted Ultrasensitive SERRS Molecular Imaging Probe.</a> Theranostics. 6 (8), 1075-1084 (2016).</li>
<li>Iacono, P., Karabeber, H., Kircher, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+%26%2334%3Bschizophotonic%26%2334%3B+all-in-one+nanoparticle+coating+for+multiplexed+SE%28R%29RS+biomedical+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie%2C+International+Edition+in+English%22%5BJournal%5D)">A &#34;schizophotonic&#34; all-in-one nanoparticle coating for multiplexed SE(R)RS biomedical imaging.</a> Angewandte Chemie, International Edition in English. 53 (44), 11756-11761 (2014).</li>
<li>Spaliviero, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+of+Lymph+Node+Metastases+with+SERRS+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Imaging+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Detection of Lymph Node Metastases with SERRS Nanoparticles.</a> Molecular Imaging and Biology. 18 (5), 677-685 (2016).</li>
<li>Nayak, T. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue+factor-specific+ultra-bright+SERRS+nanostars+for+Raman+detection+of+pulmonary+micrometastases%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Tissue factor-specific ultra-bright SERRS nanostars for Raman detection of pulmonary micrometastases.</a> Nanoscale. 9 (3), 1110-1119 (2017).</li>
<li>Thakor, A. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+fate+and+toxicity+of+Raman-active+silica-gold+nanoparticles+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Science+Translational+Medicine%22%5BJournal%5D)">The fate and toxicity of Raman-active silica-gold nanoparticles in mice.</a> Science Translational Medicine. 3 (79), 79ra33(2011).</li>
<li>Liu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+Cd-based+Quantum+Dot+Exposure+on+the+Reproduction+and+Offspring+of+Kunming+Mice+over+Multiple+Generations%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotheranostics%22%5BJournal%5D)">Effects of Cd-based Quantum Dot Exposure on the Reproduction and Offspring of Kunming Mice over Multiple Generations.</a> Nanotheranostics. 1 (1), 23-37 (2017).</li>
<li>Wu, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+biocompatibility+studies+of+polymer+dots+on+pregnant+mice+and+fetuses%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotheranostics%22%5BJournal%5D)">The biocompatibility studies of polymer dots on pregnant mice and fetuses.</a> Nanotheranostics. 1 (3), 261-271 (2017).</li>
<li>Garai, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-sensitivity+real-time%2C+ratiometric+imaging+of+surface-enhanced+Raman+scattering+nanoparticles+with+a+clinically+translatable+Raman+endoscope+device%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">High-sensitivity real-time, ratiometric imaging of surface-enhanced Raman scattering nanoparticles with a clinically translatable Raman endoscope device.</a> Journal of Biomedical Optics. 18 (9), 096008(2013).</li>
<li>Wang, Y. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+ratiometric+biomarker+detection+with+topically+applied+SERS+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Technology+%28Singap+World+Sci%29%22%5BJournal%5D)">Rapid ratiometric biomarker detection with topically applied SERS nanoparticles.</a> Technology (Singap World Sci). 2 (2), 118-132 (2014).</li>
<li>Lengyel, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ovarian+cancer+development+and+metastasis%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Pathology%22%5BJournal%5D)">Ovarian cancer development and metastasis.</a> American Journal of Pathology. 177 (3), 1053-1064 (2010).</li>
<li>Vergote, I. B., Marth, C., Coleman, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+the+folate+receptor+in+ovarian+cancer+treatment%3A+evidence%2C+mechanism%2C+and+clinical+implications%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+and+Metastasis+Reviews%22%5BJournal%5D)">Role of the folate receptor in ovarian cancer treatment: evidence, mechanism, and clinical implications.</a> Cancer and Metastasis Reviews. 34 (1), 41-52 (2015).</li>
<li>Fasolato, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Folate-based+single+cell+screening+using+surface+enhanced+Raman+microimaging%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Folate-based single cell screening using surface enhanced Raman microimaging.</a> Nanoscale. 8 (39), 17304-17313 (2016).</li>
<li>Wang, Y. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Raman-Encoded+Molecular+Imaging+with+Topically+Applied+SERS+Nanoparticles+for+Intraoperative+Guidance+of+Lumpectomy%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Research%22%5BJournal%5D)">Raman-Encoded Molecular Imaging with Topically Applied SERS Nanoparticles for Intraoperative Guidance of Lumpectomy.</a> Cancer Research. 77 (16), 4506-4516 (2017).</li>
<li>Andreou, C., Pal, S., Rotter, L., Yang, J., Kircher, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+Imaging+in+Nanotechnology+and+Theranostics%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Imaging+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Molecular Imaging in Nanotechnology and Theranostics.</a> Molecular Imaging and Biology. 19 (3), 363-372 (2017).</li>
<li>Chitgupi, U., Qin, Y., Lovell, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeted+Nanomaterials+for+Phototherapy%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotheranostics%22%5BJournal%5D)">Targeted Nanomaterials for Phototherapy.</a> Nanotheranostics. 1 (1), 38-58 (2017).</li>
<li>Choi, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Iodinated+Echogenic+Glycol+Chitosan+Nanoparticles+for+X-ray+CT%2FUS+Dual+Imaging+of+Tumor%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotheranostics%22%5BJournal%5D)">Iodinated Echogenic Glycol Chitosan Nanoparticles for X-ray CT/US Dual Imaging of Tumor.</a> Nanotheranostics. 2 (2), 117-127 (2018).</li>
<li>Dubey, R. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+Hyaluronic+Acid+Conjugates+for+Dual+Nuclear+Imaging+and+Therapy+in+CD44-Expressing+Tumors+in+Mice+In+Vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotheranostics%22%5BJournal%5D)">Novel Hyaluronic Acid Conjugates for Dual Nuclear Imaging and Therapy in CD44-Expressing Tumors in Mice In Vivo.</a> Nanotheranostics. 1 (1), 59-79 (2017).</li>
<li>Gupta, M. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+strategies+to+design+vascular+theranostic+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotheranostics%22%5BJournal%5D)">Recent strategies to design vascular theranostic nanoparticles.</a> Nanotheranostics. 1 (2), 166-177 (2017).</li>
<li>Huang, Y. J., Hsu, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((TRAIL-functionalized+gold+nanoparticles+selectively+trigger+apoptosis+in+polarized+macrophages%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotheranostics%22%5BJournal%5D)">TRAIL-functionalized gold nanoparticles selectively trigger apoptosis in polarized macrophages.</a> Nanotheranostics. 1 (3), 326-337 (2017).</li>
<li>Pal, S., Harmsen, S., Oseledchyk, A., Hsu, H. T., Kircher, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MUC1+Aptamer+Targeted+SERS+Nanoprobes%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Functional+Materials%22%5BJournal%5D)">MUC1 Aptamer Targeted SERS Nanoprobes.</a> Advanced Functional Materials. 27 (32), (2017).</li>
<li>Zanganeh, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Iron+oxide+nanoparticles+inhibit+tumour+growth+by+inducing+pro-inflammatory+macrophage+polarization+in+tumour+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Nanotechnol%22%5BJournal%5D)">Iron oxide nanoparticles inhibit tumour growth by inducing pro-inflammatory macrophage polarization in tumour tissues.</a> Nat Nanotechnol. 11 (11), 986-994 (2016).</li>
<li>Lee, J., Lee, Y. M., Kim, J., Kim, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Doxorubicin%2FCe6-Loaded+Nanoparticle+Coated+with+Polymer+via+Singlet+Oxygen-Sensitive+Linker+for+Photodynamically+Assisted+Chemotherapy%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotheranostics%22%5BJournal%5D)">Doxorubicin/Ce6-Loaded Nanoparticle Coated with Polymer via Singlet Oxygen-Sensitive Linker for Photodynamically Assisted Chemotherapy.</a> Nanotheranostics. 1 (2), 196-207 (2017).</li>
<li>Li, R., Zheng, K., Yuan, C., Chen, Z., Huang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Be+Active+or+Not%3A+the+Relative+Contribution+of+Active+and+Passive+Tumor+Targeting+of+Nanomaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotheranostics%22%5BJournal%5D)">Be Active or Not: the Relative Contribution of Active and Passive Tumor Targeting of Nanomaterials.</a> Nanotheranostics. 1 (4), 346-357 (2017).</li>
<li>Lin, S. Y., Huang, R. Y., Liao, W. C., Chuang, C. C., Chang, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multifunctional+PEGylated+Albumin%2FIR780%2FIron+Oxide+Nanocomplexes+for+Cancer+Photothermal+Therapy+and+MR+Imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotheranostics%22%5BJournal%5D)">Multifunctional PEGylated Albumin/IR780/Iron Oxide Nanocomplexes for Cancer Photothermal Therapy and MR Imaging.</a> Nanotheranostics. 2 (2), 106-116 (2018).</li>
<li>Roberts, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sonophore-enhanced+nanoemulsions+for+optoacoustic+imaging+of+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Science+%28Royal+Society+of+Chemistry%3A+2010%29%22%5BJournal%5D)">Sonophore-enhanced nanoemulsions for optoacoustic imaging of cancer.</a> Chemical Science (Royal Society of Chemistry: 2010). 9 (25), 5646-5657 (2018).</li>
<li>Liu, L., Ruan, Z., Yuan, P., Li, T., Yan, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oxygen+Self-Sufficient+Amphiphilic+Polypeptide+Nanoparticles+Encapsulating+BODIPY+for+Potential+Near+Infrared+Imaging-guided+Photodynamic+Therapy+at+Low+Energy%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotheranostics%22%5BJournal%5D)">Oxygen Self-Sufficient Amphiphilic Polypeptide Nanoparticles Encapsulating BODIPY for Potential Near Infrared Imaging-guided Photodynamic Therapy at Low Energy.</a> Nanotheranostics. 2 (1), 59-69 (2018).</li>
<li>Liu, R., Tang, J., Xu, Y., Zhou, Y., Dai, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nano-sized+Indocyanine+Green+J-aggregate+as+a+One-component+Theranostic+Agent%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotheranostics%22%5BJournal%5D)">Nano-sized Indocyanine Green J-aggregate as a One-component Theranostic Agent.</a> Nanotheranostics. 1 (4), 430-439 (2017).</li>
<li>Sneider, A., VanDyke, D., Paliwal, S., Rai, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Remotely+Triggered+Nano-Theranostics+For+Cancer+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotheranostics%22%5BJournal%5D)">Remotely Triggered Nano-Theranostics For Cancer Applications.</a> Nanotheranostics. 1 (1), 1-22 (2017).</li>
<li>Wall, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surfactant-Free+Shape+Control+of+Gold+Nanoparticles+Enabled+by+Unified+Theoretical+Framework+of+Nanocrystal+Synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Surfactant-Free Shape Control of Gold Nanoparticles Enabled by Unified Theoretical Framework of Nanocrystal Synthesis.</a> Advanced Materials. 29 (21), (2017).</li>
<li>Sonali,, et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanotheranostics%3A+Emerging+Strategies+for+Early+Diagnosis+and+Therapy+of+Brain+Cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotheranostics%22%5BJournal%5D)">Nanotheranostics: Emerging Strategies for Early Diagnosis and Therapy of Brain Cancer.</a> Nanotheranostics. 2 (1), 70-86 (2018).</li>
</ol>

• M.F.K. 是本研究相关多项已授权或待审批专利申请的发明人之一。M.F.K. 是 RIO Imaging, Inc. 的联合创始人，该公司致力于将 SERRS 纳米粒子技术转化为临床应用。
• 作者声明不存在其他竞争性财务利益。

本方案描述了两种物质的合成方法 &#34;风味&#34; SERRS纳米探针的制备及其在小鼠体内用于叶酸受体过表达的卵巢肿瘤的拉曼成像研究，采用比值算法进行分析。相较于其他光学成像技术（如荧光成像），拉曼成像的主要优势在于纳米探针信号具有高度特异性，不会与任何生物来源的信号发生混淆。在本研究的拉曼成像实施方式中，纳米颗粒并非通过静脉注射给予，而是通过腹腔内局部注射，并随后进行一次洗涤步骤。该方法一旦转化为临床应用，将为外科医生提供一种优雅的解决方案，使其能够可视化并彻底切除所有卵巢癌种植病灶，包括那些因体积过小而无法通过肉眼识别、且由于缺乏与体循环相连的供血血管而无法被系统性注射的成像剂靶向的微小病灶。同时，由于我们的SERRS纳米颗粒不会被吸收进入体循环，因此潜在的副作用风险被降至最低。本研究是越来越多证据中的一个范例，表明经过精心设计的纳米结构可在成像和治疗技术方面提供超越传统方法的独特优势22,23,24,<sup clas...

利用“表面增强拉曼散射”（SERS）纳米颗粒进行拉曼成像，在多种应用场景及多种不同肿瘤类型中均展现出在界定病灶方面的巨大潜力1,2,3,4。SERS 纳米颗粒的主要优势在于其类似指纹的光谱特征，使其能够被明确检测，且不受生物背景信号的干扰5。此外，当使用吸收峰与激发激光相匹配的报告分子（染料）时，所发射信号的强度可进一步增强，从而产生“表面增强共振拉曼散射”（SERRS）纳米颗粒，其灵敏度更高6,7,8,9,10,11,12。
需要解决的阻碍表面增强（共振）拉曼散射纳米颗粒应用的一个障碍13 以及其他多种纳米颗粒结构14,15 用于临床的一个关键因素是其给药方式，因为静脉注射会导致药物的全身暴露，因而需要进行 extensive testing 以排除潜在的不良反应。本文提出了一种不同的范式，即局部应用纳米颗粒 体内，直接注入腹腔内，随后进行冲洗步骤以清除未结合的纳米颗粒1该方法与目前正在研究的新型治疗策略一致，后者同样采用将药物局部灌注至腹腔的技术，即腹腔热灌注化疗（hyperthermic intraperitoneal chemotherapy, HIPEC）。因此，该原理本身相对易于整合到临床工作流程中。我们已研究了纳米颗粒在腹腔给药后的生物分布，未观察到任何可检测到的全身循环吸收现象。1此外，局部给药方法可避免网状内皮系统对纳米颗粒的截留，从而显著减少所需的纳米颗粒数量。然而，当抗体功能化的纳米颗粒外用时，即使没有靶标存在，也容易黏附在内脏表面。为了最大限度地减少因纳米颗粒非特异性黏附导致的假阳性信号，我们采用一种比率检测策略：由分子靶向的纳米探针提供特异性信号，而一种具有不同拉曼光谱的非靶向对照纳米探针则用于校正非特异性背景信号16,17我们最近在弥漫性卵巢癌小鼠模型中展示了这种局部应用的表面增强共振拉曼比率光谱方法1.
该方法的总体目标是开发两种表面增强共振拉曼散射（SERRS）纳米探针，一种为靶向性探针，另一种为非特异性探针，并将其局部应用于小鼠模型，通过两种探针的比率检测来成像癌症相关生物标志物的表达水平或过表达情况 通过 拉曼成像。在本研究中，选择叶酸受体（FR）作为靶点，因为该受体在多种卵巢癌中表达上调18,19基于SERS纳米颗粒的拉曼显微成像也已用于癌细胞识别20. 两个不同的 &#34;风味&#34; 合成拉曼纳米颗粒，每种颗粒的指纹特征均源自不同的有机染料。这些纳米颗粒具有星形金核，外包二氧化硅壳层，在约710 nm处表现出表面等离子体共振。拉曼信号报告分子（有机染料）在二氧化硅壳层形成的同时被沉积。最后，针对叶酸受体的靶向纳米探针（αFR-NPs）通过将二氧化硅壳层与抗体偶联制备而成，而非靶向纳米探针（nt-NPs）则通过在表面修饰单层聚乙二醇（PEG）进行钝化处理。
该技术已成功用于绘制弥散性转移性卵巢癌（SKOV-3）小鼠异种移植模型中的微小肿瘤，证明了其在活体应用中的可行性。此外，该技术还可扩展应用于切除组织的肿瘤表型分析，或在减瘤术后进行切缘判定，如一项相关研究所示21。
SERRS 纳米探针为生物标志物的多靶向标记物构建提供了一个稳定的平台，其合成过程基于简单的化学反应，如图1所示。本文中，我们介绍了两类 SERRS 纳米探针的合成方案（第1-3节）、适配的卵巢癌小鼠模型的建立（第4节）、纳米探针的给药与成像（第5节），以及最终的数据分析与可视化方法（第6节）。

<table><tbody><tr><td>&lt;strong&gt;试剂名称&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>抗坏血酸</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A5960</td><td></td></tr><tr><td>3-MPTMS</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>175617</td><td></td></tr><tr><td>氢氧化铵 (28%)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>338818</td><td></td></tr><tr><td>抗叶酸受体抗体 [LK26]&amp;nbsp;</td><td>AbCam</td><td>ab3361</td><td></td></tr><tr><td>二甲基亚砜</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>276855</td><td></td></tr><tr><td>二甲基亚砜（无水）</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>276855</td><td></td></tr><tr><td>乙醇</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>792780</td><td></td></tr><tr><td>IR140</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>260932</td><td></td></tr><tr><td>IR780 高氯酸盐*</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>576409</td><td>已停产*</td></tr><tr><td>异丙醇</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>650447</td><td></td></tr><tr><td>N,N-二甲基甲酰胺</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>227056</td><td></td></tr><tr><td>PEG 交联剂</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>757853</td><td></td></tr><tr><td>PEG-马来酰亚胺</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>900339</td><td></td></tr><tr><td>四氯金酸</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>244597</td><td></td></tr><tr><td>正硅酸四乙酯</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>86578</td><td></td></tr><tr><td>*IR792</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>425982</td><td>*替代品</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;设备名称&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>透析盒 (3,500 MWCO)</td><td>ThermoFIsher</td><td>87724</td><td></td></tr><tr><td>离心过滤器</td><td>Millipore</td><td>UFC510096</td><td></td></tr><tr><td>inVia 共聚焦拉曼显微镜</td><td>Renishaw</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MATLAB (v2014b)</td><td>Mathworks</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PLS 工具箱 (v8.0)</td><td>Eigenvector research</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

基于叶酸受体靶向的表面增强共振拉曼散射纳米探针比率法检测微小卵巢癌

Surface-enhanced Resonance Raman Scattering Nanoprobe Ratiometry for Detecting Microscopic Ovarian Cancer via Folate Receptor Targeting

卵巢癌是致死率最高的妇科恶性肿瘤。大多数患者在确诊时已处于晚期（国际妇产科联盟FIGO III期或IV期），此时局部转移性扩散已经发生。然而，卵巢癌的转移扩散具有独特模式，即肿瘤种植灶最初局限于腹腔内。这一特征理论上使得以根治为目的完全切除肿瘤种植灶成为可能。但许多转移病灶为微观病灶，难以识别和治疗。中和此类微转移灶被认为是消除肿瘤复发、实现长期生存的主要目标之一。利用表面增强共振拉曼散射纳米探针进行拉曼成像，因其明亮且生物正交的光谱特征，可用于高灵敏度地勾画微观肿瘤。本文描述了两类此类纳米探针的合成方法：一种是抗体功能化的探针，靶向叶酸受体——该受体在多种卵巢癌中高表达；另一种为非靶向对照探针，二者具有不同的光谱特征。&#160;将这两种纳米探针共同经腹腔内注射至人卵巢腺癌转移小鼠模型中。所有动物实验均经纪念斯隆-凯特琳癌症中心机构动物护理和使用委员会批准。手术暴露动物腹腔后进行冲洗，并使用拉曼显微光谱仪扫描。随后，采用经典最小二乘拟合算法解耦两种纳米探针的拉曼信号，并将其各自的信号强度比值化，从而获得靶向叶酸受体探针相对于非靶向探针的比值信号。通过该方法，可实现对微观转移灶的高特异性可视化。该方法的主要优势在于，将探针局部应用于腹腔内——可在手术过程中便捷完成——能够在不使患者暴露于全身性纳米颗粒的情况下标记肿瘤。通过采用具有不同拉曼光谱特征的靶向与非靶向纳米探针混合物，并结合比值化分析策略，可消除因纳米探针非特异性结合内脏表面而产生的假阳性信号。目前该技术的局限性在于尚无商用的宽场拉曼成像相机系统，一旦该设备可用，本技术即可应用于手术室环境。

出于质量控制的目的，可在合成过程中使用多种方法对纳米颗粒进行表征，包括透射电子显微镜（TEM）、动态光散射（DLS）、纳米颗粒追踪分析以及紫外-可见光吸收光谱，如图2所示。
通过该方法，可验证金纳米星核（见第1节）、二氧化硅壳的形成（第2节）以及后续的表面功能化（第3节）（图2）。通常，金纳米星核的尺寸（流体动力学直径）约为80 nm，二氧化硅壳厚度约为20 nm，因此硅化后的纳米颗粒总尺寸约为120 nm，与αFR抗体偶联后约为140 nm。紫外/可见光吸收光谱也可用于验证纳米颗粒的形貌。金纳米星核在水中的吸收峰通常位于670 nm处，硅化后吸收峰则红移至约710 nm处。若吸收峰出现在较短波长处，则表明纳米颗粒呈球形形貌或发生聚集。典型的反应产率和浓度如Table 1所示，其结果在很大程度上取决于...

卵巢癌会在整个腹膜腔内形成转移灶。本文介绍了一种制备和使用叶酸受体靶向的表面增强共振拉曼散射纳米探针的方案，该探针可通过比率成像以高特异性揭示这些病灶。via 将纳米探针腹腔内注射至活体小鼠，所获得的图像与组织学结果具有良好的相关性。

卵巢癌是最致命的妇科恶性肿瘤。大多数患者在就诊时已处于晚期（FIGO III期或IV期），此时已出现局部转移……

该方法采用纳米颗粒的局部应用来成像微小肿瘤，尤其适用于尚未侵入血管系统的恶性肿瘤，例如卵巢癌的转移灶。该技术具有比率测量特性，可在单次扫描中同时成像靶向性和非靶向性纳米颗粒，从而减少假信号并揭示肿瘤的真实范围。这些纳米颗粒可通过腹腔内或静脉注射给药，实现对卵巢癌及多种其他肿瘤类型的高精度成像。在4°C条件下，将含有800毫升新鲜配制的抗坏血酸溶液的锥形瓶置于磁力搅拌器上，启动搅拌形成稳定的漩涡。迅速将8毫升新鲜配制的四氯金酸溶液加入漩涡中。数秒内即形成金纳米星，溶液变为深蓝色。将纳米星悬液倒入50毫升锥形管中进行离心，离心结束后用移液器吸除每根离心管中除最后200微升上清液以外的全部液体。使用微量移液器将每根管中的纳米颗粒重新悬浮，然后将所有纳米颗粒汇集至一个透析盒中。随后，将纳米颗粒在2升去离子水中透析至少三天，每天更换一次水。进行二氧化硅壳层形成时，首先在50毫升锥形管中加入10毫升异丙醇、500微升TEOS、200微升去离子水和60微升染料。然后在15毫升管中加入3毫升乙醇和200微升氢氧化铵。接下来，对透析后的纳米星进行超声处理以分散任何聚集体，并将1.2毫升纳米星加入该管中。将50毫升离心管置于涡旋混合器上，形成稳定的漩涡。迅速将纳米星溶液加入该50毫升离心管中，继续混合约5秒钟，随后立即将离心管转移至摇床中，在室温下以300 RPM振荡15分钟。两个管中的溶液必须迅速混合，并在持续混匀的条件下完成，以确保硅化反应发生在纳米星表面，同时尽量减少游离二氧化硅的生成。孵育结束后，用乙醇充满离心管以终止反应，并通过离心收集纳米星。用移液器吸除上清液，仅保留约最后500微升，注意不要扰动沉淀；随后将纳米颗粒重悬于1毫升新鲜乙醇中。然后将溶液转移至1.5毫升离心管中，通过离心进行四次每次1毫升乙醇的洗涤，每次洗涤之间用超声处理约1秒使沉淀重新悬浮。为了将巯基引入颗粒表面，在最后一次洗涤后，将沉淀重悬于1毫升含85%乙醇、10% 3-巯基丙基三甲氧基硅烷和5%去离子水的溶液中，在室温下孵育1至2小时。孵育结束后，按前述方法通过离心洗涤巯基功能化的纳米颗粒，每次洗涤之间通过超声处理重新分散沉淀。对于抗体功能化的抗叶酸受体纳米探针，将200微克抗叶酸结合蛋白抗体与10倍摩尔过量的PEG交联剂在500微升HEPES缓冲液中反应。30分钟后，使用离心滤器通过离心浓缩抗体，并将滤器倒置插入新离心管中进行额外离心以回收抗体。然后将巯基功能化的纳米颗粒与浓缩的抗体混合，并在室温下孵育至少30分钟。为了制备非靶向纳米探针，将5毫克甲氧基封端的马来酰亚胺-PEG 5000溶于DMSO中，加入至500微升HEPES缓冲液中的巯基功能化纳米颗粒内，在室温下孵育至少30分钟。进行纳米探针注射时，先将两种类型的纳米探针离心，然后将沉淀重悬于新鲜MES缓冲液中，使其浓度为600皮摩尔。混合纳米颗粒后，将1毫升该溶液装入一支带有26号针头的1毫升注射器中，每只小鼠腹腔注射全部体积。随后轻轻按摩小鼠腹部，以促进纳米颗粒在腹腔内的均匀分布。在安乐死后至少25分钟，将注射处理过的动物的四肢固定在手术平台上，使用有齿镊子和解剖剪去除皮肤以暴露腹膜。切开腹膜，将腹膜瓣固定在手术平台上，并用至少60毫升的PBS冲洗腹腔内部。然后将平台转移至具有直立光学构型和电动载物台的拉曼分光光度计中，并在适当的成像参数下对腹部进行成像。确保拉曼扫描的焦平面位于大部分内脏表面至关重要。如果器官不在焦平面上，所获得的信号将无法使用。出于质量控制的目的，可在合成过程中采用多种方法对纳米颗粒进行表征，包括透射电子显微镜、动态光散射、纳米颗粒追踪分析以及紫外-可见吸收光谱。拉曼测量结果显示，在整个合成过程中每种类型的纳米颗粒均呈现出其特有的光谱特征。典型的反应产率和浓度在很大程度上取决于洗涤步骤中的移液技术。可对拉曼光谱进行处理以去除荧光，并归一化至单位面积，以在应用经典最小二乘法前校正信号强度。尽管经典最小二乘法在每种纳米探针参考光谱上的得分本身并不能提供肿瘤的具体位置，但逐点比值能够揭示弥散性微转移的存在。在进行该操作时，需始终记住在合成的每一步均对纳米颗粒进行验证，因为纳米颗粒的质量会显著影响最终结果。该技术展示了研究人员利用SERRS纳米探针在动物模型和切除的患者组织中以高显微精度检测肿瘤相关标志物的潜力。

surface-enhanced-resonance-raman-scattering-nanoprobe-ratiometry-for

Research

科研

JoVE Journal

Cancer Research

癌症研究

表面增强共振拉曼散射纳米探针比比法检测微卵巢癌的意义上

在本视频中，我们演示了一种促进叶酸修饰的硫化铜纳米颗粒（CuS NPs）内化的技术。经叶酸功能化的CuS...

功能化纳米颗粒靶向卵巢癌：一种促进叶酸偶联纳米颗粒造影剂被卵巢癌细胞摄取的技术

在本视频中，我们展示了利用光声流式细胞术检测循环中携带纳米颗粒的卵巢癌细胞 体外...

体外光声流式细胞术：一种用于检测携带纳米颗粒的循环性卵巢癌细胞的非侵入性光声流式技术

本方案描述了一种通过将卵巢组织外植体与输卵管癌细胞共培养来进行样品制备的技术。利用成像质谱技术（IMS）对这些样品进行观察，以检测细胞与组织之间的小分子交换，从而揭示肿瘤发生的相关机制。...

建立用于成像质谱分析的卵巢癌通讯模型：一种鉴定转移性卵巢肿瘤发展中小分子化学信使的方法

本视频介绍了利用靶向纳米探针（特异性抗受体抗体）和非靶向对照纳米探针，通过表面增强共振拉曼散射技术检测转移性卵巢癌的方法。该方法有助于确定两种纳米探针的相对丰度，并将癌细胞与内脏背景信号区分开来。...

基于抗体功能化SERRS纳米探针成像：一种高灵敏度拉曼成像技术用于体内检测转移性卵巢癌

我们描述了一种非侵入性动物成像平台，可用于检测、定量和监测卵巢癌的生长及复发。这种腹腔内异种移植模型模拟了卵巢癌患者的临床特征。...

用于非侵入性成像检测与监测卵巢癌复发的小鼠模型

基于纳米颗粒的光学探针已被设计为用于通过拉曼光谱和紫外-可见光谱检测抗原的载体。本文描述了一种制备此类探针用于紫外-可见/拉曼光谱免疫分析的方案，该方案可整合未来的多重检测能力。...

构建紫外-可见光与拉曼光谱免疫分析平台

本研究提出了一种利用定制的光声流式系统和靶向叶酸包被的硫化铜纳米颗粒检测循环卵巢肿瘤细胞的方案。...

利用光声流式细胞术检测卵巢癌

我们报道了一种用于经阴道卵巢/附件病变成像的超声与光声共配准成像方案。该方案可能对其他转化型光声成像研究具有参考价值，特别是那些采用商用超声阵列检测光声信号，并使用标准延时叠加波束成形算法进行成像的研究。...

经阴道卵巢病变的超声与光声成像联合造影检查方案

本研究开发了一种低成本、生物相容性良好的基于表面增强拉曼散射（SERS）的指纹纳米探针，可用于无标记活细胞生物成像并检测两种细菌菌株，详细展示了如何以非破坏性方法获取活细胞的SERS光谱。...

基于金@碳点纳米探针的无标记表面增强拉曼散射生物分析

本方案描述了一种串联免疫荧光杂交检测法，利用甲醛固定石蜡包埋组织同时检测并定量 microRNA...

通过锁核酸进行微小RNA的扩增与识别 原位 杂交作为一种新型检测与定量方法

学习利用叶酸受体靶向表面增强共振拉曼散射纳米探针进行卵巢癌转移灶成像的方法。该技术通过比率成像提高肿瘤检测的特异性与准确性，适用于检测微小病灶。

基于叶酸受体靶向的表面增强共振拉曼散射纳米探针比率法检测微小卵巢癌

探索更多视频