Imaging basato su nanosonda SERRS funzionalizzato con anticorpi: una tecnica di imaging Raman altamente sensibile per rilevare il carcinoma ovarico metastatico in vivo

La tecnica SERRS (Surface-Enhanced Resonance Raman Scattering) utilizza molecole di analita contenenti un colorante reporter Raman per interagire con la luce incidente e causare una diffusione anelastica della luce.

Iniziare con una miscela di iniezione contenente due tipi di nanosonde: nanosonde mirate marcate con anticorpi anti-recettore specifici che trasportano un colorante reporter distinto e nanosonde di controllo non mirate che possiedono un colorante reporter diverso. Iniettare questa sospensione nella cavità peritoneale di una femmina di topo portatrice di carcinoma ovarico metastatizzato. Lasciare che le nanosonde si distribuiscano all'interno della cavità peritoneale.

Le nanosonde funzionalizzate con anticorpi anti-recettore mirati si legano ai loro recettori specifici sovraespressi sulle cellule tumorali ovariche, mentre le nanosonde non bersaglio aderiscono in modo non specifico alla superficie viscerale.

Sopprimere il topo e fissarlo su una piattaforma di imaging in posizione supina. Incidere chirurgicamente l'addome e rimuovere l'intestino per esporre la cavità peritoneale. Immagine del mouse sotto un microspettrofotometro Raman.

Durante l'irradiazione con luce laser, entrambi i tipi di nanosonde causano una dispersione diversa della luce incidente, generando ciascuna firme spettrali uniche. Elabora gli spettri per determinare l'abbondanza relativa di nanosonde per differenziare le cellule tumorali dallo sfondo viscerale.

Per l'iniezione di nanoprobe, ridurre entrambi i gusti di nanoprobe e risospendere i pellet in tampone MES fresco a una concentrazione di 600 picomolari. Mescolare le nanoparticelle e caricare 1 millilitro della soluzione risultante in una siringa da 1 millilitro dotata di un ago da 26 gauge per topo e iniettare intraperitonealmente l'intero volume nell'addome di ciascun topo. Quindi, massaggiare delicatamente l'addome per distribuire le nanoparticelle in tutta la cavità peritoneale.

Dopo almeno 25 minuti, fissare gli arti di un animale iniettato per l'eutanasia su una piattaforma chirurgica e utilizzare una pinza seghettata e forbici da dissezione per rimuovere la pelle per esporre il peritoneo. Incidere il peritoneo. Fissare i lembi peritoneali alla piattaforma e lavare l'interno della cavità peritoneale con almeno 60 millilitri di PBS. Quindi, trasferire la piattaforma su un microspettrofotometro Raman con una configurazione ottica verticale in un tavolino motorizzato e visualizzare l'addome con i parametri di imaging appropriati.

È fondamentale che il piano focale per la scansione Raman si trovi sulla superficie della maggior parte dei visceri. Se gli organi sono fuori piano, il segnale acquisito non sarà utile.

• 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.