Yöntem makalesi

Au@Carbon noktalı nanoproblara dayalı etiketsiz yüzeyde geliştirilmiş Raman saçılma biyoanalizi

DOI:

10.3791/65524

⸱

9 Haziran 2023

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1MOE Key Laboratory of Laser Life Science & Guangdong Provincial Key Laboratory of Life Science, College of Biophotonics, South China Normal University

Bu makalede

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışmada, etiketsiz canlı hücre biyogörüntülemesini göstermek ve iki bakteri suşunu tespit etmek için uygun biyouyumluluğa sahip, düşük maliyetli, yüzeyde geliştirilmiş Raman saçılımı (SERS) tabanlı bir parmak izi nanoprobu geliştirdik ve canlı hücrelerin SERS spektrumlarının tahribatsız bir yöntemle nasıl elde edileceğini ayrıntılı olarak gösterdik.

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yüzeyde geliştirilmiş Raman saçılımı (SERS) teknolojisi, biyolojik numunelerin moleküler parmak izi bilgilerini sağlama yeteneğinin yanı sıra tek hücreli analizdeki potansiyeli nedeniyle biyomedikal alanda giderek daha fazla ilgi görmüştür. Bu çalışma, Au@carbon noktalı nanoproblara (Au@CDs) dayalı etiketsiz SERS biyoanalizi için basit bir strateji oluşturmayı amaçlamaktadır. Burada, polifenolden türetilen CD'ler, işbirlikçi Raman geliştirme mekanizması sayesinde metilen mavisi (MB) konsantrasyonu 10-9 M kadar düşük olduğunda bile güçlü SERS performansına izin veren çekirdek-kabuk Au@CD nanoyapıları hızlı bir şekilde sentezlemek için indirgeyici olarak kullanılır. Biyoanaliz için Au@CDs, biyonumunelerin hücresel bileşenlerini (örneğin, kanser hücreleri ve bakteriler) tanımlamak için benzersiz bir SERS nanosensörü olarak hizmet edebilir. Farklı türlere ait moleküler parmak izleri, ana bileşen analizi ile birleştirildikten sonra daha da ayırt edilebilir. Ek olarak, Au@CDs hücre içi bileşim profillerini analiz etmek için etiketsiz SERS görüntülemeyi de mümkün kılar. Bu strateji, uygulanabilir, etiketsiz bir SERS biyoanalizi sunarak nanotanı için yeni bir olasılık sunar.

Giriş

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Tek hücre analizi, hücresel heterojenliği ortaya çıkarma ve hücrenin kapsamlı durumunu değerlendirme çalışması için gereklidir. Hücrenin mikro çevreye anında tepki vermesi de tek hücreli analizigaranti eder 1. Bununla birlikte, mevcut tekniklerin bazı sınırlamaları vardır. Floresan algılama, tek hücreli analize uygulanabilir, ancak düşük hassasiyetle sınırlıdır. Diğer zorluklar, hücrelerin karmaşık floresan arka planından ve uzun süreli ışınlama altında floresan fotoağartmadankaynaklanmaktadır 2. Yüzeyde geliştirilmiş Raman saçılması (SERS), (1) içsel moleküler parmak izi bilgisini ve anlık durumu yansıtmak, (2) ultra yüksek yüzey hassasiyeti, (3) uygun multipleks algılama, (4) yüksek fotostabilite, (5) algılama, karşılaştırmalı analiz için ölçülebilir, (6) NIR dalga boyu uyarımı ile hücresel otofloresandan kaçınmak, (7) algılama hücresel bir suda gerçekleştirilebilir ortam ve (8) algılama,hücre 3,4,5 içindeki belirli bir bölgeye yönlendirilebilir.

SERS'i temel bir fenomen olarak anlamak için geniş çapta tanınan iki mekanizma vardır: baskın bir neden olarak elektromanyetik güçlendirme (EM) ve kimyasal güçlendirme (CM). EM, heyecan verici alanın belirli bir frekansında, gelen ışığın frekansı metalde salınan serbest elektronların frekansıyla eşleştiğinde elektromanyetik dalgalar tarafından yönlendirilen kolektif elektronların salınımını ifade eder ve yüzey plazmon rezonansına (SPR) yol açar. Lokalize SPR (LSPR), metal nanopartiküllere (NP'ler) çarpan gelen lazer yoluyla meydana geldiğinde, gelen ışığın rezonans absorpsiyonuna veya saçılmasına yol açar. Sonuç olarak, metal NP'lerin yüzey elektromanyetik alan yoğunluğu iki ila beş sıra4 ile arttırılabilir. Bununla birlikte, SERS'deki büyük gelişmenin anahtarı, tek bir metal NP değil, sıcak noktalar oluşturan iki NP arasındaki boşluktur. CM, (1) hedef moleküller ve metal NP'ler arasındaki etkileşimler ve (2) hedef moleküllerin metal NP'lere/NP'lerden elektron aktarabilmesi dahil olmak üzere iki taraftan üretilir 4,5. Bu inceleme makalelerinde daha ayrıntılı ayrıntılar bulunabilir 4,5. Canlı hücrelerde SERS biyoalgılama ve görüntüleme için birkaç umut verici yöntem önceki literatürde sunulmuştur, örneğin, apoptotik hücrelerin6, organellerdekiproteinlerin 7, hücre içi miRNA'ların8, hücresel lipid membranlarının,9 sitokinlerin10 ve metabolitlerin11 canlı hücrelerde saptanmasının yanı sıra konfokal SERS görüntüleme ile hücrelerin tanımlanması ve izlenmesi2, 11,12,13. İlginç bir şekilde, etiketsiz SERS, dahili moleküler spektrumlarıtanımlayabilen SERS'in benzersiz avantajını sunar 5.

Etiketsiz SERS için önemli bir sorun, rasyonel ve güvenilir bir alt tabakadır. Tipik SERS alt tabakaları, çok fazla ışık saçma konusundaki mükemmel kapasiteleri nedeniyle asil metal NP'lerdir14. Günümüzde, dikkat çekici fiziksel ve kimyasal özellikleri ve biyouyumlulukları nedeniyle nanokompozitlere giderek daha fazla önem verilmektedir. Daha da önemlisi, nanokompozitler, nanohibritler üzerindeki sıcak noktaların neden olduğu yoğun EM ve diğer metal olmayan malzemelerden kaynaklanan ek kimyasal güçlendirme nedeniyle daha iyi SERS aktivitesi gösterebilir15. Örneğin, Fei ve ark. fare 4T1 meme kanseri hücresinin (4T1hücreleri) etiketsiz yakın kızılötesi (NIR) SERS görüntülemesi için Au NP@MoS2 QD nanokompozitleri sentezlemek için indirgeyici olarak MoS 2 kuantum noktalarını (QD'ler) kullandılar16. Ayrıca, Li ve ark. gıda kaynaklı patojenik bakterilerin etiketsiz SERS ölçümleri için Au NP'ler ve 2D hafniyum ditellürid nano tabakalardan oluşan bir 2D SERS substratı üretti17. Son zamanlarda, iyi elektron donörleri olan karbon noktaları (CD'ler), Au çekirdekleri ve CD kabukları arasındaki yük transferi (CT) etkisine dayalı olarak SERS aktivitesini arttırmak için etkili malzemeler olduğu bildirilen Au@carbon noktalı nanoprobları (Au@CDs)18 sentezlemek için başka indirgeyiciler veya ışınlama olmadan indirgeyiciler olarak kullanılmıştır19,20. Bunun da ötesinde, CD'ler, Au NP'lerin21 toplanmasını önlemek için kapatma maddesi ve bir dengeleyici olarak kabul edilir. Ek olarak, çok sayıda bağlanma ve aktif bölge20 sağlayabildiği için analitlerle reaksiyonlar için daha fazla olasılık açar. Yukarıdakilerden yararlanarak, Jin ve ark. heterojen katalitik reaksiyonları gerçek zamanlı olarak izlemek için benzersiz SERS özelliklerine ve mükemmel katalitik aktivitelere sahip Ag@CD NP'ler üretmek için hızlı ve kontrol edilebilir bir yöntem geliştirdi18.

Burada, hücresel bileşenleri tanımlamak ve etiketsiz SERS canlı hücre biyogörüntülemesinin yanı sıra Escherichia coli (E. coli) ve Staphylococcus aureus'u (S. aureus) tespit etmek ve ayırt etmek için çekirdek-kabuk Au@CD SERS substratlarının üretilmesi için kolay ve düşük maliyetli bir yöntem gösterilmiştir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Au@CDs İmalatı

NOT: Şekil 1 , Au@CDs için bir üretim prosedürünü göstermektedir.

  1. Tipik bir hidrotermal işlem prosedürü ile sitrik asit (CA) ve gallik asit (GA) kullanarak CD çözeltisi hazırlayın18. Hazırlanan CD çözeltisinin 100 μL'sini 3.0 mg mL-1'i 200 μL 10 mM kloroaurik asit (HAuCl4) içine ekleyin (Malzeme Tablosuna bakınız) mor bir süspansiyon üretilene kadar oda sıcaklığında 10 sn boyunca.
  2. Mor süspansiyonu oda sıcaklığında 10 dakika boyunca 4.000 × g'da santrifüjleyin ve Au@CD kolloidlerin çıkarılması zorsa süpernatanı bir pipet kullanarak nazikçe çıkarın.
  3. Fazla CD'leri yıkamak için Au@CDs 200 μL deiyonize su (18.2 MΩcm direnç) ile yeniden süspanse edin.
  4. Adım 1.2'yi tekrarlayın ve 100 μL deiyonize su içinde yeniden dağılmış çekirdek kabuğu NP'lerini elde edin ve 4 °C'de saklayın. NP'ler 1 ay boyunca saklanabilir.

2. Au@CDs karakterizasyonu

  1. Transmisyon elektron mikroskobu (TEM)
    1. CD ve Au@CD numunelerini donmuş bir çözeltiden liyofilize etmek için gece boyunca -80 °C'de bırakın ve liyofilizasyondan sonra toz haline getirin.
    2. Elde edilen toz numunelerini, 5 dakika boyunca% 100 güçte sonikasyon ile deiyonize suya yeterince dağıtın.
    3. Numune süspansiyonundan birkaç damla dantelli bir karbon film ile kaplanmış Cu kaplı bir TEM ızgarasına damlatın ve 200 kV hızlanma voltajında bir transmisyon elektron mikroskobu kullanarak kuruduktan sonra görüntüleri yakalayın (bkz.
  2. Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR)
    1. Güç numuneleri elde etmek için adım 2.1.1'i tekrarlayın, önceden kurutulmuş birkaç KBr partikülünü bir havanda toz haline getirin, numuneden bir tutam ekleyin ve IR karakterizasyonu16 için KBr tozlarıyla aynı anda karıştırın.
  3. Ultraviyole-görünür-yakın kızılötesi (UV-vis-NIR) absorbans spektroskopisi
    1. Absorbansın birden az olduğundan emin olmak için CD'lerin ve Au@CDs süspansiyonunu uygun konsantrasyonda hazırlayın ve UV-vis-NIR karakterizasyonu16 gerçekleştirin.
  4. Raman spektrumları
    1. 10 mW lazer gücü ve 20x itiraz büyütme ile 785 nm yarı iletken lazeri açın. Pozlama süresini 5 sn'ye ve birikim sayısını üçe ayarlayın.
    2. 5 μL metilen mavisi (MB) çözeltisine eşit hacimde hazırlanmış Au@CDs numunesi ekleyin ve iyice karıştırın.
    3. SERS spektrumlarını toplamak için pirinç alt tabakaya bir damla süspansiyon yerleştirin.

3. Hücre kültürü

  1. Dulbecco'nun modifiye edilmiş Eagle besiyerinde (DMEM) insan epitelyal akciğer karsinomu hücrelerini (A549 hücreleri, laboratuvarda pasajlı) %10 fetal sığır serumu (FBS) ve% 1 penisilin-streptomisin ile destekleyin ve 37 ° C'de% 5 CO2 ile nemlendirilmiş bir inkübatörde inkübe edin.
  2. Hücreleri 96 oyuklu plakalara (1 × 105 hücre / kuyucuk) tohumlayın ve 20-100 μM aralığında farklı konsantrasyonlarda Au@CDs ile muamele edin. Hücre canlılığını ölçmek için bir CCK-8 test kiti kullanın (bkz. Her tedavide üç bağımsız kopya kullanılır.
  3. SERS deneylerini gerçekleştirmek için aşağıdaki adımları izleyin:
    1. 12 oyuklu plakalara steril bir safir çip (Malzeme Tablosuna bakınız) koyun ve ardından hücreleri 1 mL ortam ile tek bir oyuğa tohumlayın. Plakaları nemlendirilmiş bir inkübatörde 37 °C'de %5 COile% 70-% 80 birleşmeye ulaşmak için gece boyunca inkübe edin.
    2. Au@CDs tek kuyucuğa ekleyin ve 4-6 saat inkübe edin.
      NOT: İnkübasyondan önce, substratların, özellikle çözelti fazı NP'lerinin stabilitesini test edin. Bu malzemeler, depolama ve kullanım sırasında çözünme, agregasyon ve çökeltme süreçleri yoluyla bozunmaya karşı hassastır, bu da EM kayıplarını azaltabilir ve SERS aktivitesini azaltabilir. Daha da önemlisi, hücresel alım için, NP'lerin22'nin boyutundan büyük ölçüde etkilenebilir.
    3. İnkübasyon sırasında, substratlar endositik alım yoluyla hücrelere girecektir. İnkübasyondan sonra, hücrelerin içinde birkaç siyah parçacık görülene kadar hücreleri optik mikroskop altında gözlemleyin.
      NOT: SERS yoğunluğu zayıfsa, Au@CD konsantrasyonunu arttırmaya veya inkübasyon süresini uzatmaya çalışın.
    4. Ortamı çıkarın, safir yongaları fosfat tamponlu salin (PBS) ile nazikçe durulayın ve SERS tespiti için PBS'ye batırın16.

4. Hücre SERS deneyleri

  1. Bilgisayarı açın, Raman spektrometresini açın, yazılımı başlatın ve ardından 785 nm lazeri açın (bkz.
  2. Yeni Ölçüm'e tıklayın ve yeni bir spektral alım başlatın. Numune ölçümünden önce17'yi silikon gofretlerle kalibre edin.
  3. Net bir hücresel görüntünün gözlemlendiğinden emin olmak için 20x objektif lens alın, ardından objektif lensi 50x olarak değiştirin. Lazer gücünü düşükten yükseğe ve uygun pozlama süresini ve birikimlerini ayarlayın.
    NOT: SERS ölçümünden önce, geri dönüşü olmayan hücre hasarını önlemek için uygun lazer gücünü kontrol edin ve alım parametrelerinin tutarlı olduğundan emin olun. SERS yoğunluğu, lazer gücü, nokta boyutu, birikim ve maruz kalma süresi ile ilgilidir.
  4. Ölçmek için bir hücre noktası seçin ve Çalıştır'a tıklayın. Her hücre 20 nokta ile ölçülür ve ortalamayı almak için 10 hücre ölçülür.
    NOT: Hücre içi bileşenler karmaşıktır ve geniş spektrum eşitsizliğine yol açar. Bu nedenle, benzer hücresel bölgelerdeki spektrumları alın ve mümkün olduğunca çok spektrum alın.
  5. Spektrumları kaydedin.
  6. New Streamline görüntü alımına tıklayın, ardından Video İnceleme'ye tıklayın, fotoğrafı çekilecek aralığı seçin ve Tamam'a tıklayın. Parametreleri ayarlayın: 785 nm kenar akış çizgisi, 1.200 cm-1 merkez, 5 sn pozlama süresi, üç birikim sayısı ve lazer gücü %50'dir.
  7. Canlı görüntülemede Yeni'ye tıklayın, Taban Çizgisine Sinyal'i seçin, aralığı ilk sınır 625'ten ikinci sınır 1.700'e ayarlayın ve ardından Alan kurulumu'na tıklayın. Ardından uygun adımları ayarlayın ve Uygula ve Tamam'a tıklayın. Son olarak, SERS görüntülemeyi başlatmak için Çalıştır'a tıklayın.

5. Bakteri kültürü ve SERS ölçümleri

  1. Gece boyunca seyreltin E. coli ve S. aureus (1:100) yeni Luria-Bertani (LB) ortamının 5 mL'sinde (bkz. 37 ° C'de600 0.4 ila 0.6'da büyüdükten sonra, hücreleri peletlemek için kültürü 5.000 × g'da 5 dakika santrifüjleyin.
  2. Peletleri 1 mL PBS'de yeniden süspanse edin, ardından iki kez 5 dakika 5.000 × g santrifüjleme (oda sıcaklığında) yapın.
  3. Bakteri kültürünü Au@CDs ile karıştırın ve karışımı doğrudan SERS platformunun altında gözlemleyin.

6. Veri analizi

  1. Spektrumları düzeltin ve taban çizgisini düzeltin.
  2. İşlenen verilerle temel bileşen analizi (PCA)16 gerçekleştirin.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Au@CDs imalatı Şekil 1'de gösterilmiştir. CD'ler, tipik bir hidrotermal işlemle CA ve GA'danhazırlandı 18. Au@CDs, oda sıcaklığında sulu ortamda CD'ler tarafından HAuCl4 indirgenerek hızla sentezlendi. CD'lerin ve Au@CDs boyutu ve morfolojisi TEM ve yüksek çözünürlüklü (HR) TEM23 ile gözlemlenebilir. Hazırlanan CD'ler, yaklaşık 2-6 nm'lik küçük boyutlarda monodispersizedir (Şekil 2A

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Özetle, 2.1 nm'lik ultra ince CD kabuğuna sahip Au@CDs başarıyla üretilmiştir. Nanokompozitler, saf Au NP'lerden daha üstün SERS duyarlılığı gösterir. Ayrıca, tekrarlanabilirlik ve uzun vadeli stabilite açısından mükemmel performansa Au@CDs. Daha ileri araştırmalar, A549 hücrelerinin31 SERS görüntülemesini gerçekleştirmek ve iki bakteri suşunu32 tespit etmek için Au@CDs substrat olarak almayı içerir. Au@CDs'nin esas olarak Au NP'ler ve CD'ler arasındaki kimyasal güçlendirme...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yok.

Teşekkürler

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (32071399 ve 62175071), Guangzhou Bilim ve Teknoloji Programı (2019050001), Guangdong Temel ve Uygulamalı Temel Araştırma Vakfı (2021A1515011988) ve Tıp için Optoelektronik Bilim ve Teknoloji Anahtar Laboratuvarı (Fujian Normal Üniversitesi), Çin Eğitim Bakanlığı (JYG2009) tarafından desteklenmiştir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
10x PBS tamponu (Hücre kültürü)Langeco TechnologyBL316A
6 oyuklu hücre kültürü plakasıLABSELECT11110
Hücre Sayma Seti-8 (CCK-8)GLPBIOGK10001
Sitrik asitŞanghay Aladdin Biyokimyasal TeknolojiC108869
CO2 inkübatörüThermo Fisher Teknolojileri3111
Sabit sıcaklık manyetik karıştırıcıSartorius Scientific InstrumentsSQP
Kriyojenik yüksek hızlı santrifüjShanghai BoxunSW-CJ-2FD
DMEM yüksek glikoz hücre kültürü ortamıProcellPM150210
Elektronik dengeSartorius Scientific InstrumentsSQP
Enzim işaretleyiciThermo Fisher Teknolojileri3111
Fetal sığır serumuZhejiang Tianhang Biyolojik Teknoloji11011-8611
Şekil 1Figdraw.
Fourier kızılötesi spektrometresiThermo, AmerikaNicolet 380
Dondurarak kurutucuTecanInfinite F50
Gallik asitŞanghay Aladdin Biyokimyasal TeknolojiG104228
El Tipi Raman spektrometresiOCEANHOOD, Şangay, ÇinUspectral-PLUS
HAuCl4Guangzhou İlaç Şirketi (Guangzhou)
Yüksek çözünürlüklü transmisyon elektron mikroskobuThermo Fisher TechnologiesFEI Tecnai G2 Spirit T12
Yüksek sıcaklık otoklavŞangay BoxunYXQ-LS-50S  figure-materials-1
Ters mikroskopNanjing Jiangnan Yongxin OptikXD-202
LB Et Suyu BRHuankai picoorganism028320
Tıbbi ultra düşük sıcaklıklı buzdolabıThermo Fisher TechnologiesULTS1368
Metilen mavisiSigma-Aldrich
Pankreatin Hücre Sindirim ÇözeltisibeyotimeC0207
Penisilin streptomisin çift dirençŞangay BoxunYXQ-LS-50S  figure-materials-2
Saf su sayacıMillipore, ABDMilli-Q Sistemi
Raman spektrometresiRenishaw
Safir çipbeyotime
Termostatik su banyosuChangzhou Noki
Ultra temiz masaShanghai BoxunSW-CJ-2FD
Uv-görünür ışık emilimi spektrometreMADAPA, ÇinUV-6100S
Tel 3.4Renishaw

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Zenobi, R. Single-cell metabolomics: analytical and biological perspectives. Science. 342 (6163), 1243259(2013).
  2. Dong, C., et al. Simultaneous visualization of dual intercellular signal transductions via SERS imaging of membrane proteins dimerization on single cells. ACS Nano. 16 (9), 14055-14065 (2022).
  3. Lane, L. A., Qian, X., Nie, S. SERS nanoparticles in medicine: from label-free detection to spectroscopic tagging. Chemical Reviews. 115 (19), 10489-10529 (2015).
  4. Langer, J., et al. Present and future of surface-enhanced Raman scattering. ACS Nano. 14 (1), 28-117 (2020).
  5. Zong, C., et al. Surface-enhanced Raman spectroscopy for bioanalysis: reliability and challenges. Chemical Reviews. 118 (10), 4946-4980 (2018).
  6. Jiang, X., et al. Surface-enhanced Raman scattering-based sensing in vitro: facile and label-free detection of apoptotic cells at the single-cell level. Analytical Chemistry. 85 (5), 2809-2816 (2013).
  7. Qi, G., Diao, X., Hou, S., Kong, J., Jin, Y. Label-free SERS detection of protein damage in organelles under electrostimulation with 2D AuNPs-based nanomembranes as substrates. Analytical Chemistry. 94 (43), 14931-14937 (2022).
  8. Wang, J., et al. Trimer structures formed by target-triggered AuNPs self-assembly inducing electromagnetic hot spots for SERS-fluorescence dual-signal detection of intracellular miRNAs. Biosensors and Bioelectronics. 224, 115051(2023).
  9. Živanović, V., Milewska, A., Leosson, K., Kneipp, J. Molecular structure and interactions of lipids in the outer membrane of living cells based on surface-enhanced Raman scattering and liposome models. Analytical Chemistry. 93 (29), 10106-10113 (2021).
  10. Cong, L., et al. Microfluidic droplet-SERS platform for single-cell cytokine analysis via a cell surface bioconjugation strategy. Analytical Chemistry. 94 (29), 10375-10383 (2022).
  11. Tan, Z., Zhu, C., Han, L., Liao, X., Wang, C. SERS and dark-field scattering dual-mode detection of intracellular hydrogen peroxide using biocompatible Au@ COF nanosensor. Sensors and Actuators B: Chemical. 373, 132770(2022).
  12. Pan, X. T., et al. Super-long SERS active single silver nanowires for molecular imaging in 2D and 3D cell culture models. Biosensors. 12 (10), 875(2022).
  13. Liu, Z., et al. A two-dimensional fingerprint nanoprobe based on black phosphorus for bio-SERS analysis and chemo-photothermal therapy. Nanoscale. 10 (39), 18795-18804 (2018).
  14. Bruzas, I., Lum, W., Gorunmez, Z., Sagle, L. Advances in surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) substrates for lipid and protein characterization: sensing and beyond. Analyst. 143 (17), 3990-4008 (2018).
  15. Li, D., et al. SERS analysis of carcinoma-associated fibroblasts in a tumor microenvironment based on targeted 2D nanosheets. Nanoscale. 12 (3), 2133-2141 (2020).
  16. Fei, X., et al. Synthesis of Au NP@MoS2quantum dots core@shell nanocomposites for SERS bio-analysis and label-free bio-imaging. Materials. 10 (6), 650(2017).
  17. Li, Y., et al. Rapid label-free SERS detection of foodborne pathogenic bacteria based on hafnium ditelluride-Au nanocomposites. Journal of Innovative Optical Health Sciences. 13 (5), 2041004(2020).
  18. Jin, J., et al. Precisely controllable core-shell Ag@ carbon dots nanoparticles: application to in situ super-sensitive monitoring of catalytic reactions. ACS Applied Materials & Interfaces. 8 (41), 27956-27965 (2016).
  19. Luo, P., Li, C., Shi, G. Synthesis of gold@ carbon dots composite nanoparticles for surface enhanced Raman scattering. Physical Chemistry Chemical Physics. 14 (20), 7360-7366 (2012).
  20. Li, L., et al. Accurate SERS monitoring of the plasmon mediated UV/visible/NIR photocatalytic and photothermal catalytic process involving Ag@carbon dots. Nanoscale. 13 (2), 1006-1015 (2021).
  21. Wang, X., et al. Reduced state carbon dots as both reductant and stabilizer for the synthesis of gold nanoparticles. Carbon. 64, 499-506 (2013).
  22. Zhu, M., et al. Physicochemical properties determine nanomaterial cellular uptake, transport, and fate. Accounts of Chemical Research. 46 (3), 622-631 (2013).
  23. Li, L., et al. SERS monitoring of photoinduced-enhanced oxidative stress amplifier on Au@ carbon dots for tumor catalytic therapy. Light: Science & Applications. 11 (1), 286(2022).
  24. Fiori, F., et al. Highly photostable carbon dots from citric acid for bioimaging. Materials. 15 (7), 2395(2022).
  25. Chen, X., et al. Preparation of carbon dots-based nanoparticles and their research of bioimaging and targeted antitumor therapy. Journal of Biomedical Materials Research. Part B, Applied Biomaterials. 110 (1), 220-228 (2022).
  26. Chen, M., et al. Red, green, and blue light-emitting carbon dots prepared from gallic acid for white light-emitting diode applications. Nanoscale Advances. 4 (1), 14-18 (2022).
  27. Byram, C., Moram, S. S. B., Shaik, A. K., Soma, V. R. Versatile gold based SERS substrates fabricated by ultrafast laser ablation for sensing picric acid and ammonium nitrate. Chemical Physics Letters. 685, 103-107 (2017).
  28. Efrima, S., et al. Understanding SERS of bacteria. Journal of Raman Spectroscopy. 40 (3), 277-288 (2009).
  29. Movasaghi, Z., Rehman, S., Rehman, I. U. Raman spectroscopy of biological tissues. Applied Spectroscopy Reviews. 42 (5), 493-541 (2007).
  30. Mushtaq, A., et al. Surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) for monitoring colistin-resistant and susceptible E. coli strains. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 278, 121315(2022).
  31. Mosier-Boss, P. A., Sorensen, K. C., George, R. D., Obraztsova, A. SERS substrates fabricated using ceramic filters for the detection of bacteria. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 153, 591-598 (2016).
  32. Zhang, P., et al. Dynamic insights into increasing antibiotic resistance in Staphylococcus aureus by label-free SERS using a portable Raman spectrometer. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 273, 121070(2022).
  33. Li, J. F., Zhang, Y. J., Ding, S. Y., Panneerselvam, R., Tian, Z. Q. Core-shell nanoparticle-enhanced Raman spectroscopy. Chemical Reviews. 117 (7), 5002-5069 (2017).
  34. Bodelon, G., Montes-Garcia, V., Perez-Juste, J., Pastoriza-Santos, I. Surface-enhanced Raman scattering spectroscopy for label-free analysis of P. aeruginosa quorum sensing. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 8, 143(2018).
  35. Weiss, R., et al. Surface-enhanced Raman spectroscopy of microorganisms: limitations and applicability on the single-cell level. Analyst. 144 (3), 943-953 (2019).
  36. Oliveira, K., et al. Multiplex SERS phenotyping of single cancer cells in microdroplets. Advanced Optical Materials. 11 (1), 2201500(2023).
  37. Ho, C. S., et al. Rapid identification of pathogenic bacteria using Raman spectroscopy and deep learning. Nature Communications. 10 (1), 4927(2019).
  38. Spedalieri, C., Kneipp, J. Surface enhanced Raman scattering for probing cellular biochemistry. Nanoscale. 14 (14), 5314-5328 (2022).
  39. Weng, S. Y., et al. Highly sensitive and reliable detection of microRNA for clinically disease surveillance using SERS biosensor integrated with catalytic hairpin assembly amplification technology. Biosensors & Bioelectronics. 208, 114236(2022).
  40. Wang, J. W., et al. Target-triggered nanomaterial self-assembly induced electromagnetic hot-Spot Generation for SERS-fluorescence dual-mode in situ monitoring MiRNA-guided phototherapy. Analytical Chemistry. 93 (41), 13755-13764 (2021).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

SERS BioanalysisLabel Free SERSMolecular FingerprintPrincipal Component AnalysisSingle Cell AnalysisSERS ImagingGold Carbon DotsNanoparticle Fabrication

İlgili makaleler