Antikörper-funktionalisierte SERRS-Nanosonden-basierte Bildgebung: Eine hochempfindliche Raman-Bildgebungstechnik zum Nachweis von metastasiertem Eierstockkrebs in vivo

oberflächenverstärkten Resonanz-Raman-Streuung (SERRS-Technik) werden Analytmoleküle verwendet, die einen Raman-Reporterfarbstoff tragen, um mit einfallendem Licht zu interagieren und eine inelastische Lichtstreuung zu verursachen.

Beginnen Sie mit einer Injektionsmischung, die zwei Arten von Nanosonden enthält - zielgerichtete Nanosonden, die mit spezifischen Antirezeptor-Antikörpern markiert sind, die einen eindeutigen Reporterfarbstoff tragen, und nicht zielgerichtete Kontroll-Nanosonden, die einen anderen Reporterfarbstoff besitzen. Injizieren Sie diese Suspension in die Bauchhöhle einer weiblichen Maus mit metastasiertem Eierstockkrebs. Lassen Sie den Nanosonden ausreichend Zeit, sich in der Bauchhöhle zu verteilen.

Die zielgerichteten Anti-Rezeptor-Antikörper-funktionalisierten Nanosonden binden an ihre spezifischen Rezeptoren, die auf Eierstockkrebszellen überexprimiert werden, während die nicht-zielgerichteten Nanosonden unspezifisch an der viszeralen Oberfläche haften.

Euthanasieren Sie die Maus und befestigen Sie sie in Rückenlage auf einer Bildgebungsplattform. Schneiden Sie den Bauch chirurgisch ein und entfernen Sie den Darm, um die Bauchhöhle freizulegen. Stellen Sie sich die Maus unter einem Raman-Mikrospektrophotometer vor.

Bei der Bestrahlung mit Laserlicht bewirken beide Arten von Nanosonden, dass das einfallende Licht unterschiedlich gestreut wird, wodurch jeweils einzigartige spektrale Signaturen erzeugt werden. Verarbeiten Sie die Spektren, um die relative Häufigkeit von Nanosonden zu bestimmen und die Krebszellen vom viszeralen Hintergrund zu unterscheiden.

Für die Nanosondeninjektion schleudern Sie beide Nanosonden-Aromen herunter und resuspendieren Sie die Pellets in frischem MES-Puffer bei einer Konzentration von 600 Pikomolären. Mischen Sie die Nanopartikel und geben Sie 1 Milliliter der resultierenden Lösung in eine 1-Milliliter-Spritze, die mit einer 26-Gauge-Nadel pro Maus ausgestattet ist, und injizieren Sie intraperitoneal das gesamte Volumen in den Bauch jeder Maus. Massieren Sie dann sanft den Bauch, um die Nanopartikel in der Bauchhöhle zu verteilen.

Befestigen Sie nach mindestens 25 Minuten die Gliedmaßen eines euthanasierten injizierten Tieres auf einer chirurgischen Plattform und entfernen Sie mit einer gezackten Pinzette und einer Präparierschere die Haut, um das Bauchfell freizulegen. Das Bauchfell einschneiden. Befestigen Sie die Peritonealappen an der Plattform und waschen Sie das Innere der Bauchhöhle mit mindestens 60 Millilitern PBS. Übertragen Sie dann die Plattform auf ein Raman-Mikrospektrophotometer mit einer aufrechten optischen Konfiguration in einem motorisierten Tisch und bilden Sie den Bauch unter den entsprechenden Bildgebungsparametern ab.

Es ist entscheidend, dass sich die Fokusebene für den Raman-Scan auf der Oberfläche der meisten Eingeweide befindet. Wenn sich die Organe außerhalb der Ebene befinden, ist das erfasste Signal nicht nützlich.

• Surface-Enhanced Resonance Raman Scattering (SERRS) - Technics to cause inelastic light scattering using dye.
• Targeted Nanoprobes - Tagged with antibodies to detect specific receptors.
• Non-targeted Nanoprobes - Adhere non-specifically to detect control samples.
• Raman Microspectrophotometer - Device used to generate unique spectral signatures.
• Spectral Signature - Unique light scattering pattern for distinguishing different materials.

• Introduce SERRS – Technique to analyze molecules via light scattering (e.g., SERRS).
• Explain Nanoprobes – Role of targeted and non-targeted nanoprobes in disease detection (e.g., ovarian cancer).
• Using Raman Microspectrophotometer – Imaging and analysis method (e.g., spectral signature).
• Connecting to Experiment – Approach to differentiate cancer cells via nanoprobes.

• [Question 1] What is SERRS and how does it use dyes?
• [Question 2] How do targeted and non-targeted nanoprobes work?
• [Question 3] How does a Raman microspectrophotometer generate spectral signatures?

• Practical Applications – Non-invasive cancer cell detection methodology (e.g., SERRS).
• Industry Impact – Advancement in cancer research and diagnostics (e.g., healthcare).
• Societal Importance – Enhancing early detection and treatment of diseases (e.g., ovarian cancer).
• Scientific Advancements – Contributions to photonic and biomedical research.