Neste estudo, desenvolvemos uma nanossonda de impressão digital baseada em espalhamento Raman (SERS) de baixo custo com biocompatibilidade favorável para mostrar bioimagem de células vivas livre de marcação e detectar duas cepas bacterianas, mostrando em detalhes como obter espectros SERS de células vivas em um método não destrutivo.
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Artigo de método
Bioanálise de espalhamento Raman sem superfície com base em nanossondas de Au@Carbon pontos
Neste artigo
Resumo
Resumo
A tecnologia de espalhamento Raman aprimorado por superfície (SERS) tem atraído cada vez mais atenção no campo biomédico devido à sua capacidade de fornecer informações moleculares de impressões digitais de amostras biológicas, bem como seu potencial em análises de célula única. Este trabalho visa estabelecer uma estratégia simples para bioanálise SERS livre de marcação baseada em nanossondas de Au@carbon pontos (Au@CDs). Aqui, CDs derivados de polifenóis são utilizados como redutor para sintetizar rapidamente nanoestruturas de Au@CD núcleo-casca, o que permite um poderoso desempenho SERS mesmo quando a concentração de azul de metileno (MB) é tão baixa quanto 10-9 M, devido ao mecanismo cooperativo de realce Raman. Para a bioanálise, Au@CDs pode servir como um nanossensor SERS exclusivo para identificar os componentes celulares de bioamostras (por exemplo, células cancerosas e bactérias). As impressões digitais moleculares de diferentes espécies podem ser distinguidas após a combinação com a análise de componentes principais. Além disso, Au@CDs também permitem imagens SERS sem marcação para analisar perfis de composição intracelular. Essa estratégia oferece uma bioanálise SERS viável e livre de marcas, abrindo uma nova perspectiva para o nanodiagnóstico.
Introdução
A análise unicelular é essencial para o estudo da revelação da heterogeneidade celular e para a avaliação do estado abrangente da célula. A resposta instantânea da célula ao microambiente também justifica a análise de célula única1. No entanto, existem algumas limitações para as técnicas atuais. A detecção de fluorescência pode ser aplicada à análise de célula única, mas é limitada pela baixa sensibilidade. Outros desafios surgem do complicado fundo de fluorescência das células e do fotoclareamento por fluorescência sob irradiação de longa duração2. O espalhamento Raman intensificado por superfície (SERS) pode se qualifi....
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Protocolo
1. Fabricação de Au@CDs
NOTA: A Figura 1 ilustra um procedimento de fabricação para Au@CDs.
- Preparar solução de CD usando ácido cítrico (CA) e ácido gálico (GA) através de um procedimento típico de tratamento hidrotérmico18. Adicionar 100 μL de 3,0 mg mL-1 da solução de CD preparada em 200 μL de ácido cloroáurico 10 mM (HAuCl4) (ver Tabela de Materiais) à temperatura ambiente durante 10 s até se produzir uma suspensão roxa.
- Centrifugar a suspensão roxa a 4.000 × g por 10 min à temperatura ambien....
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Resultados
A fabricação do Au@CDs está ilustrada na Figura 1. Os CDs foram preparados a partir de CA e GA através de um processo hidrotermal típico18. Au@CDs foram rapidamente sintetizados pela redução do HAuCl4 por CDs em meio aquoso à temperatura ambiente. O tamanho e a morfologia das CDs e Au@CDs podem ser observados por ETM e MET de alta resolução (HR)23. Os CDs preparados são monodispersos com tamanhos pequenos de.......
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Discussão
Em resumo, Au@CDs com um shell de CD ultrafino de 2,1 nm foram fabricadas com sucesso. Os nanocompósitos apresentam sensibilidade SERS superior às NPs puras de Au. Além disso, Au@CDs possuem excelente desempenho em reprodutibilidade e estabilidade a longo prazo. Outras pesquisas incluem tomar Au@CDs como substratos para realizar imagens SERS de células A54931 e detectar duas cepas bacterianas32. Foi provado que Au@CDs pode ser usado como uma sonda SERS ultrassensível princi.......
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Divulgações
Os autores não têm nada a revelar.
Agradecimentos
Este trabalho foi apoiado pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (32071399 e 62175071), pelo Programa de Ciência e Tecnologia de Guangzhou (2019050001), pela Fundação de Pesquisa Básica e Aplicada de Guangdong (2021A1515011988) e pela Fundação Aberta do Laboratório Chave de Ciência e Tecnologia Optoeletrônica para Medicina (Universidade Normal de Fujian), Ministério da Educação da China (JYG2009).
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| 10x tampão PBS (cultura de células) | Langeco Technology | BL316A | |
| placa de cultura de células de 6 poços | LABSELECT | 11110 | |
| Kit de Contagem de Células-8 (CCK-8) | GLPBIO | GK10001 | |
| Ácido cítrico | Shanghai Aladdin Biochemical Technology | C108869 | |
| CO2 incubadora | Thermo Fisher Technologies | 3111 | |
| Agitador magnético de temperatura constante | Sartorius Scientific Instruments | SQP | |
| Centrífuga criogênica de alta velocidade | Shanghai Boxun | SW-CJ-2FD | |
| DMEM meio de cultura de células de alta glicose | Procell | PM150210 | |
| Balança eletrônica | Sartorius Scientific Instruments | SQP | |
| Marcador enzimático | Thermo Fisher Technologies | 3111 | |
| Soro bovino fetal | Zhejiang Tianhang Biological Technology | 11011-8611 | |
| Figura 1 | Figdraw. | ||
| Espectrômetro infravermelho de Fourier | Thermo, América | Nicolet 380 | |
| Liofilizador | Tecan | Infinite F50 | |
| Ácido gálico | Shanghai Aladdin Biochemical Technology | G104228 | |
| Espectrômetro Raman portátil | OCEANHOOD, Xangai, China | Uspectral-PLUS | |
| HAuCl4 | Guangzhou Pharmaceutical Company (Guangzhou) | ||
| Microscópio eletrônico de transmissão de alta resolução | Thermo Fisher Technologies | FEI Tecnai G2 Spirit T12 | |
| Autoclave de alta temperatura | Shanghai Boxun | YXQ-LS-50S  | |
| Microscópio invertido | Nanjing Jiangnan Yongxin Óptico | XD-202 | |
| LB Caldo BR | Huankai picoorganismo | 028320 | |
| Refrigerador médico de temperatura ultrabaixa | Thermo Fisher Technologies | ULTS1368 | |
| Azul de metileno | Sigma-Aldrich | ||
| Pancreatina Célula Solução Digestiva | beyotime | C0207 | |
| Penicilina estreptomicina dupla resistência | Shanghai Boxun | YXQ-LS-50S | |
| Medidor de água puro | Millipore, EUA | do sistema | |
| Renishaw | |||
| Chip de safira | beyotime | ||
| Banho-maria termostático | Changzhou Noki | ||
| Mesa ultra-limpa | Shanghai Boxun | SW-CJ-2FD | |
| Absorção de luz UV-visível espectrômetro | MADAPA, China | UV-6100S | |
| Fio 3.4 | Renishaw |
Referências
- Zenobi, R. Single-cell metabolomics: analytical and biological perspectives. Science. 342 (6163), 1243259(2013).
- Dong, C., et al. Simultaneous visualization of dual intercellular signal transductions via SERS imagin....
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Reimpressões e permissões
