Name: Erforschung der Anwendung oberflächenverstärkter Raman-Streuung-basierter Biosensierung einzelner sEVs in der Krankheitsdiagnose und -therapie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2026-03-13T12:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 17 s
Description: Entdecken Sie eine SERS-basierte Biosensorik mit maschinellem Lernen zur Analyse einzelner kleiner extrazellulärer Vesikel. Diese Methode ermöglicht die frühzeitige Diagnose von Magenkrebs und die Quantifizierung von Arzneimittelbeladungen.

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<ol><li>Van Niel, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Challenges+and+directions+in+studying+cell-cell+communication+by+extracellular+vesicles%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Mol+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Challenges and directions in studying cell-cell communication by extracellular vesicles.</a> Nat Rev Mol Cell Biol. 23 (5), 369-382 (2022).</li>
<li>Herrmann, I. K., Wood, M. J. A., Fuhrmann, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extracellular+vesicles+as+a+next-generation+drug+delivery+platform%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Nanotechnol%22%5BJournal%5D)">Extracellular vesicles as a next-generation drug delivery platform.</a> Nat Nanotechnol. 16 (7), 748-759 (2021).</li>
<li>Raposo, G., Stoorvogel, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extracellular+vesicles%3A+Exosomes%2C+microvesicles%2C+and+friends%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Extracellular vesicles: Exosomes, microvesicles, and friends.</a> J Cell Biol. 200 (4), 373-383 (2013).</li>
<li>Möller, A., Lobb, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+evolving+translational+potential+of+small+extracellular+vesicles+in+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Cancer%22%5BJournal%5D)">The evolving translational potential of small extracellular vesicles in cancer.</a> Nat Rev Cancer. 20 (12), 697-709 (2020).</li>
<li>Mathieu, M., Martin-Jaular, L., Lavieu, G., Thery, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Specificities+of+secretion+and+uptake+of+exosomes+and+other+extracellular+vesicles+for+cell-to-cell+communication%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Specificities of secretion and uptake of exosomes and other extracellular vesicles for cell-to-cell communication.</a> Nat Cell Biol. 21 (1), 9-17 (2019).</li>
<li>Alvarez-Erviti, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Delivery+of+siRNA+to+the+mouse+brain+by+systemic+injection+of+targeted+exosomes%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Delivery of siRNA to the mouse brain by systemic injection of targeted exosomes.</a> Nat Biotechnol. 29 (4), 341-347 (2011).</li>
<li>Kahroba, H., Hejazi, M. S., Samadi, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exosomes%3A+From+carcinogenesis+and+metastasis+to+diagnosis+and+treatment+of+gastric+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Mol+Life+Sci%22%5BJournal%5D)">Exosomes: From carcinogenesis and metastasis to diagnosis and treatment of gastric cancer.</a> Cell Mol Life Sci. 76 (9), 1747-1758 (2019).</li>
<li>Ferguson, S. W., Nguyen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exosomes+as+therapeutics%3A+The+implications+of+molecular+composition+and+exosomal+heterogeneity%5BTitle%5D)+AND+%22J+Control+Release%22%5BJournal%5D)">Exosomes as therapeutics: The implications of molecular composition and exosomal heterogeneity.</a> J Control Release. 228, 179-190 (2016).</li>
<li>Stiles, P. L., Dieringer, J. A., Shah, N. C., Van Duyne, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface-enhanced+Raman+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Surface-enhanced Raman spectroscopy.</a> Annu Rev Anal Chem. 1, 601-626 (2008).</li>
<li>Jeon, T. Y., Kim, D. J., Park, S. G., Kim, S. H., Kim, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanostructured+plasmonic+substrates+for+use+as+SERS+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Converg%22%5BJournal%5D)">Nanostructured plasmonic substrates for use as SERS sensors.</a> Nano Converg. 3, 1-10 (2016).</li>
<li>Nie, S., Emery, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Probing+single+molecules+and+single+nanoparticles+by+surface-enhanced+Raman+scattering%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Probing single molecules and single nanoparticles by surface-enhanced Raman scattering.</a> Science. 275 (5303), 1102-1106 (1997).</li>
<li>Wang, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultra-sensitive+graphene-plasmonic+hybrid+platform+for+label-free+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Mater%22%5BJournal%5D)">Ultra-sensitive graphene-plasmonic hybrid platform for label-free detection.</a> Adv Mater. 25 (35), 4918-4924 (2013).</li>
<li>Liu, Z. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gold+nanopyramid+arrays+for+non-invasive+surface-enhanced+Raman+spectroscopy-based+gastric+cancer+detection+via+sEVs%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Appl+Nano+Mater%22%5BJournal%5D)">Gold nanopyramid arrays for non-invasive surface-enhanced Raman spectroscopy-based gastric cancer detection via sEVs.</a> ACS Appl Nano Mater. 5 (9), 12506-12517 (2022).</li>
<li>Jonak, S. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analyzing+bronchoalveolar+fluid+derived+small+extracellular+vesicles+using+single-vesicle+SERS+for+non-small+cell+lung+cancer+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Sens+Diagn%22%5BJournal%5D)">Analyzing bronchoalveolar fluid derived small extracellular vesicles using single-vesicle SERS for non-small cell lung cancer detection.</a> Sens Diagn. 2 (1), 90-99 (2023).</li>
<li>Liu, Z. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Label-free+single-vesicle+based+surface+enhanced+Raman+spectroscopy%3A+A+robust+approach+for+investigating+the+biomolecular+composition+of+small+extracellular+vesicles%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Label-free single-vesicle based surface enhanced Raman spectroscopy: A robust approach for investigating the biomolecular composition of small extracellular vesicles.</a> PLoS One. 19 (6), e0304287(2024).</li>
<li>Liu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+feasibility+of+SERS-based+monitoring+of+drug+loading+efficiency+in+exosomes+for+targeted+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Biosensors+%28Basel%29%22%5BJournal%5D)">On the feasibility of SERS-based monitoring of drug loading efficiency in exosomes for targeted delivery.</a> Biosensors (Basel). 15 (3), 198(2025).</li>
<li>Ling, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Can+graphene+be+used+as+a+substrate+for+Raman+enhancement%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Can graphene be used as a substrate for Raman enhancement.</a> Nano Lett. 10 (2), 553-561 (2010).</li>
<li>Wang, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Giant+optical+response+from+graphene-plasmonic+system%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Giant optical response from graphene-plasmonic system.</a> ACS Nano. 6 (7), 6244-6249 (2012).</li>
<li>Wang, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Label-free+SERS+selective+detection+of+dopamine+and+serotonin+using+graphene-Au+nanopyramid+heterostructure%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Label-free SERS selective detection of dopamine and serotonin using graphene-Au nanopyramid heterostructure.</a> Anal Chem. 87 (20), 10255-10261 (2015).</li>
<li>Qiu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+advances+in+technologies+for+single+extracellular+vesicle+analysis+and+its+clinical+applications+in+cancer+diagnosis%5BTitle%5D)+AND+%22Biosensors+%28Basel%29%22%5BJournal%5D)">Current advances in technologies for single extracellular vesicle analysis and its clinical applications in cancer diagnosis.</a> Biosensors (Basel). 13 (1), 60(2023).</li>
<li>Akbar, N., Pinnick, K. E., Paget, D., Choudhury, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isolation+and+characterization+of+human+adipocyte-derived+extracellular+vesicles+using+filtration+and+ultracentrifugation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Isolation and characterization of human adipocyte-derived extracellular vesicles using filtration and ultracentrifugation.</a> J Vis Exp. (170), e64102(2021).</li>
<li>Li, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Label-free+SARS-CoV-2+detection+platform+based+on+surface-enhanced+Raman+spectroscopy+with+support+vector+machine+spectral+pattern+recognition%5BTitle%5D)+AND+%22Eng+Sci%22%5BJournal%5D)">Label-free SARS-CoV-2 detection platform based on surface-enhanced Raman spectroscopy with support vector machine spectral pattern recognition.</a> Eng Sci. 23, 862-870 (2023).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>1x PBS</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>J61196. AP</td><td></td></tr><tr><td>300-Mesh Kupfergitter</td><td>Elektronenmikroskopiewissenschaften</td><td>EMS200-Cu</td><td></td></tr><tr><td>4%-Paraformaldehydlösung</td><td>Sigma Aldrich</td><td>1004960700</td><td></td></tr><tr><td>4&Prime; Si wafers&nbsp;</td><td>MSE-Lieferungen</td><td><stark>WA0810</stark></td><td>(100) orientiert&nbsp;</td></tr><tr><td>A549-Zelllinie</td><td>ATCC</td><td>CCL-185&nbsp; </stark></td><td></td></tr><tr><td>AGS-Zelllinie</td><td>ATCC</td><td>CRL-1739</td><td></td></tr><tr><td>Zentrifugenrotor F-35-6-30, 5430</td><td>Eppendorf</td><td><stark>22654306</stark></td><td></td></tr><tr><td>CHA Mark 40</td><td>CHA Mark 40</td><td>https://chaindustries.com/mark-40-system/</td><td>E-Strahl-Verdampfung</td></tr><tr><td>Cr-Ätzmittellösung</td><td>Sigma Aldrich</td><td>651826-500ML</td><td></td></tr><tr><td>Doxorubicin&nbsp; D-4000</td><td>LC Laboratories</td><td>D-4000_3g</td><td></td></tr><tr><td>ExoView R100 System und ExoView Human Tetraspanin Kit</td><td>NanoView Biowissenschaften</td><td>https://www.nowmedicalstudios. com/portfolio/nanoview- biosciences-3d-product-illustrations</td><td></td></tr><tr><td>FeCl3 Lösung</td><td>Sigma Aldrich</td><td>451649</td><td></td></tr><tr><td>HF-Lösung</td><td>Sigma Aldrich</td><td>695068-500ML</td><td></td></tr><tr><td>Hs 738.St/Int Zelllinie</td><td>ATCC</td><td>CRL-7869</td><td></td></tr><tr><td>inÜber das konfokale Raman-Mikroskop</td><td>Renishaw</td><td>https://www.renishaw.com/en/ invia-confocal-raman-microscope --6260?srsltid=AfmBOoqbZlyW qv2KDdcXV0UZnp8tdLNgYZ0 GbZvGOWI6z1OKi48rg5-b</td><td></td></tr><tr><td>KOH-Lösung</td><td>Sigma Aldrich</td><td>417661</td><td></td></tr><tr><td>MaxQ 4000 Benchtop-Inkubatier-/Kühlshaker</td><td>Thermowissenschaftlich</td><td>SHKA4000 (4320)</td><td></td></tr><tr><td>MCO-19AIC-Inkubator</td><td>SANYO</td><td>8380-30-0035</td><td></td></tr><tr><td>Millex-GP-Filter</td><td>MilliporeSigma</td><td>SLGPM33RS</td><td>&nbsp; 0,22 &mikro; m</td></tr><tr><td>NanoSEM 230 Mikroskop</td><td>FEI</td><td>SEM-FEI-014&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Nanosight NS300</td><td>Malvern Panalytical</td><td>https://www.malvernpanalytical .com/en/support/product-support /nanosight-range/nanosight-ns300</td><td></td></tr><tr><td>NCI-N87-Zelllinie</td><td>ATCC</td><td>CRL-5822</td><td></td></tr><tr><td>Optima TLX Ultrazentrifuge</td><td>Beckman Coulter</td><td>8043-30-1197</td><td></td></tr><tr><td>Oxford Plasmalab 80 Plus</td><td>Oxford Plasmalab</td><td>https://plasma.oxinst.com/ Produkte/RIE/PlasmaPro-800-RIE</td><td></td></tr><tr><td>Polystyrolkugeln</td><td>Alfa Aesar</td><td><stark>AA42711AB</stark></td><td>500 nm</td></tr><tr><td>qEVoriginal/35 nm</td><td>Izon</td><td>ICO-35</td><td></td></tr><tr><td>Einschichtiges Graphen</td><td>MSE-Lieferungen</td><td>ME0408</td><td></td></tr><tr><td>T-75-Kolben</td><td>VWR</td><td>156800</td><td></td></tr><tr><td>TF20 Hochauflösende EM</td><td>FEI</td><td>https://eicn.cnsi.ucla.edu/project/fei-tf20-tem/</td><td></td></tr><tr><td>Uranylacetatlösung</td><td>Elektronenmikroskopiewissenschaften</td><td>22400-1</td><td></td></tr></tbody></table>

erforschung der anwendung oberflächenverstärkter raman-streuung-basierter biosensierung einzelner sevs in der krankheitsdiagnose und -therapie

Exploring the Application of Surface-enhanced Raman Scattering-based Biosensing of Individual sEVs in Disease Diagnosis and Therapeutics

Erforschung der Anwendung oberflächenverstärkter Raman-Streuung-basierter Biosensierung einzelner sEVs in der Krankheitsdiagnose und -therapie

This protocol outlines a comprehensive, label-free platform that integrates surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) with machine learning (ML) to ...

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Research

Forschung

JoVE Journal

Engineering

Ingenieurwesen

Dieses Video beschreibt die oberflächenverstärkte Resonanz-Raman-Streutechnik zum Nachweis von metastasiertem Eierstockkrebs unter Verwendung von gezielten Nanosonden, spezifischen Anti-Rezeptor-Antikörpern und nicht-zielgerichteten Kontroll-Nanosonden. Diese Methode hilft dabei, die relative Häufigkeit der beiden Nanosonden zu bestimmen und die Krebszellen vom viszeralen Hintergrund zu unterscheiden.

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Wir beschreiben die Herstellung und Charakterisierung nanobiologischer Systeme, indem wir nanostrukturierte Substrate mit immobilisierten Proteinen und Aptameren verbinden. Die relevanten experimentellen Schritte, die die lithographische Herstellung nanostrukturierter Substrate, die Biofunktionalisierung und die charakterisierte oberflächenverstärkte Raman-Spektroskopie (SERS) umfassen, werden berichtet. Die SERS-Detektion von oberflächenimmobilisierten Proteinen und die Untersuchung der...

Oberflächenverstärkte Raman-Spektroskopie Detektion von Biomolekülen Mit EBL Fabricated nanostrukturierte Substrate

Ein Verfahren zur Herstellung und Durchführung der filterbasierten oberflächenverstärkten Raman-Spektroskopie (SERS) Assay zum Nachweis von chemischen Verunreinigungen (dh Pestizid Ferbam und Antibiotikum Ampicillin) dargestellt.

Ein Filter-basierten oberflächenverstärkter Raman-spektroskopische Assay zum schnellen Nachweis von chemischen Verunreinigungen

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Herstellung eines UV-Vis und Raman-Spektroskopie Immunoassay-Plattform

Diese Arbeit beschreibt eine Nanoimprinting Lithografie Methode, um qualitativ hochwertige Sensoren Arrays zu fabrizieren, die auf dem Prinzip der außergewöhnlichen optischen Übertragung arbeiten. Der Biosensor ist kostengünstige, robuste, einfach zu bedienen und erkennt kardiale Troponin im Serum bei klinisch relevanten Konzentrationen (99th Perzentil cutoff ∼10-400 Pg/mL, abhängig von der Assay).

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Eierstockkrebs bildet Metastasen in die Bauchhöhle. Hier präsentieren wir ein Protokoll machen und Verwendung Folat-Rezeptor gezielt Oberfläche verstärkte Resonanz Raman-Streuung Nanosonden, die diese Läsionen mit hoher Spezifität über ratiometrischen Bildgebung zu offenbaren. Die Nanosonden lebenden Mäusen intraperitoneal verabreicht werden, und die abgeleitete Bilder korreliert gut mit der Histologie.

Oberfläche-verstärkte Resonanz Raman-Streuung Nanoprobe Ratiometry zur Erkennung von mikroskopischen Eierstockkrebs über Folsäure Rezeptor Targeting

Dieses Protokoll stellt eine integrierte Raman-Spektroskopie-Massenspektrometrie-Plattform (MS) dar, die in der Lage ist, eine einzellige Auflösung zu erreichen. Raman-Spektroskopie kann verwendet werden, um zelluläre Reaktion auf Medikamente zu studieren, während MS für die gezielte und quantitative Analyse der Arzneimittelaufnahme und des Stoffwechsels verwendet werden kann.

Eine integrierte Raman-Spektroskopie- und Massenspektrometrie-Plattform zur Untersuchung der Aufnahme von Einzelzellen-Medikamenten, des Stoffwechsels und der Effekte

In diesem Artikel wird eine neue Generation multiparametrischer Analyseplattformen mit erhöhtem Durchsatz für die Charakterisierung von extrazellulären Vesikel-Untergruppen vorgeschlagen. Die Methode basiert auf einer Kombination von gemultiplexten Biosensormethoden mit metrologischen und morphomechanischen Analysen durch Rasterkraftmikroskopie, gekoppelt mit Raman-Spektroskopie, um vesikuläre Ziele zu qualifizieren, die auf einem Microarray-Biochip gefangen sind.

Multimodale Analyseplattform auf einem Multiplex-Oberflächenplasmonen-Resonanztomographie-Chip zur Analyse extrazellulärer Vesikel-Untergruppen

In dieser Studie haben wir eine kostengünstige oberflächenverstärkte Raman-Streuung (SERS)-basierte Fingerabdruck-Nanosonde mit günstiger Biokompatibilität entwickelt, um markierungsfreies Lebendzell-Bioimaging zu zeigen und zwei Bakterienstämme zu detektieren, wobei im Detail gezeigt wird, wie man SERS-Spektren von lebenden Zellen mit einer zerstörungsfreien Methode erhält.

Markierungsfreie, oberflächenverstärkte Raman-Streu-Bioanalyse auf Basis von Au@Carbon-Punkt-Nanosonden

Unter Verwendung einer multimodalen Plattform, die markierungsfreie optische Bildgebungsmodalitäten kombiniert, haben wir ein Protokoll zur Visualisierung und Quantifizierung der zellulären Dynamik und des Stoffwechsels entwickelt. Durch Bildgebung mittels Multiphotonenfluoreszenz, Erzeugung der zweiten Harmonischen und stimulierte Raman-Streumikroskopie können wir einen ganzheitlichen Überblick über die zelluläre und molekulare Umgebung erhalten.

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