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表面增强拉曼光谱技术首次实现细胞作用定量分析

2017-03-13 11:39
科技潮人
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由于其无需样品预处理、操作简便、检测速度快、准确率高、仪器便携等特点,SERS检测在食品安全快速检测中起到了积极的作用,例如,SERS可以定性、定量检测有害非法添加物(如三聚氰胺、苏丹红等)、超量超范围使用的添加剂(如食品中的合成色素等)、果蔬中的农药残留以及食物表面上的细菌和病毒。

最近,中国科学院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程研究所研究员黄青研究组利用SERS技术,实现了DHA对HeLa细胞的作用和效果的定量分析和评估,相关研究成果发表在国际期刊Lab on a chip上。

表面增强拉曼光谱(Surface-Enhanced Raman Spectroscopy, 简称SERS)技术由于高检测灵敏度、无损检测、具有抗荧光干扰和抗水干扰等特性,在细胞成像和生物传感等领域广泛应用。双氢青蒿素(DHA)是一种抗疟疾药物,同时具有抑制癌细胞叶酸受体表达的作用。最近,中国科学院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程研究所研究员黄青研究组利用SERS技术,实现了DHA对HeLa细胞的作用和效果的定量分析和评估,相关研究成果发表在国际期刊Lab on a chip上。

研究人员首先合成了具有高SERS活性且生物相容性好的纳米粒子(Ag@CD@p-ATP@FA),它由环糊精合成的纳米银颗粒(Ag@CD)、对巯基苯胺(p-ATP)和叶酸(FA)构成。其中,p-ATP是一种强拉曼信号分子,而FA的作用是通过细胞膜表面的叶酸受体介导纳米粒子进入细胞。所以,合成的纳米粒子既能产生强SERS信号,又可靶向作用于癌细胞,而进入细胞的纳米颗粒数量取决于细胞表面叶酸受体多少。

表面增强拉曼光谱技术首次实现细胞作用定量分析

图:SERS检测微流控中的细胞原理图(左)合成纳米粒子进入不同DHA浓度处理的HeLa细胞得到的拉曼光谱成像图及与对应细胞存活率的变化分析(右)

在实验中,他们用DHA调控细胞表面叶酸受体表达,通过测量SERS信号,确定在不同剂量DHA下纳米粒子分别进入正常细胞(293T)和癌细胞(HeLa)的数量,同时测量不同药物剂量下细胞的存活率。为保证对细胞活体进行测量,细胞被放在微流控芯片中,其微流控芯片由合作方中国科学技术大学提供。

以上研究工作得到国家自然科学基金、国家重大研究计划等项目的资助、支持。

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