Bioanalyse de diffusion Raman sans marquage à surface améliorée basée sur des nanosondes à Au@Carbon points

Résumé

Dans cette étude, nous avons développé une nanosonde d’empreintes digitales basée sur la diffusion Raman améliorée en surface (SERS) à faible coût avec une biocompatibilité favorable pour montrer la bioimagerie de cellules vivantes sans marquage et détecter deux souches bactériennes, montrant en détail comment obtenir des spectres SERS de cellules vivantes dans une méthode non destructive.

Résumé

La technologie de diffusion Raman améliorée en surface (SERS) attire de plus en plus l’attention dans le domaine biomédical en raison de sa capacité à fournir des informations moléculaires sur les empreintes digitales d’échantillons biologiques, ainsi que de son potentiel dans l’analyse de cellules uniques. Ce travail vise à établir une stratégie simple de bioanalyse SERS sans marquage basée sur Au@carbon nanosondes à points (Au@CDs). Ici, les CD dérivés de polyphénols sont utilisés comme réducteur pour synthétiser rapidement des nanostructures de noyau et de coquille Au@CD, ce qui permet de puissantes performances SERS même lorsque la concentration de bleu de méthylène (MB) est aussi faible que ^10-9 M, en raison du mécanisme coopératif d’amélioration Raman. Pour la bioanalyse, Au@CDs peut servir de nanocapteur SERS unique pour identifier les composants cellulaires des échantillons biologiques (par exemple, les cellules cancéreuses et les bactéries). Les empreintes moléculaires de différentes espèces peuvent être distinguées après combinaison avec l’analyse en composantes principales. En outre, Au@CDs permettent également l’imagerie SERS sans marquage pour analyser les profils de composition intracellulaire. Cette stratégie offre une bioanalyse SERS réalisable et sans marque, ouvrant de nouvelles perspectives pour le nanodiagnostic.

Introduction

L’analyse unicellulaire est essentielle pour l’étude de la révélation de l’hétérogénéité cellulaire et l’évaluation de l’état global de la cellule. La réponse instantanée de la cellule au microenvironnement justifie également une analyse unicellulaire¹. Cependant, il y a certaines limites aux techniques actuelles. La détection de fluorescence peut être appliquée à l’analyse d’une seule cellule, mais elle est limitée par une faible sensibilité. D’autres défis découlent du fond de fluorescence complexe des cellules et du photoblanchiment en fluorescence sous irradiation à long terme². La diffusion Raman améliorée en surfac....

Protocole

1. Fabrication de Au@CDs

REMARQUE : La figure 1 illustre une procédure de fabrication pour Au@CDs.

1. Préparer la solution CD en utilisant de l’acide citrique (CA) et de l’acide gallique (AG) par un traitement hydrothermal typique¹⁸. Ajouter 100 μL de 3,0 mg ^mL-1 de la solution CD préparée dans 200 μL d’acide chloroaurique 10 mM (HAuCl₄) (voir le tableau des matières) à température ambiante pendant 10 s jusqu’à ce qu’une suspension violette soit produite.
2. Centrifuger la suspension pourpre à 4 000 × g

Résultats

La fabrication de la Au@CDs est illustrée à la figure 1. Les CD ont été préparés à partir d’AC et de GA par un procédé hydrothermal typique¹⁸. Au@CDs ont été rapidement synthétisés en réduisant HAuCl4 par des CD en milieu aqueux à température ambiante. La taille et la morphologie des CD et des Au@CDs peuvent être observées par TEM et TEM²³ à haute résolution (HR). Les CD préparés sont monodispersés avec de .......

Discussion

En résumé, Au@CDs avec une coque CD ultramince de 2,1 nm ont été fabriquées avec succès. Les nanocomposites présentent une sensibilité SERS supérieure à celle des NP Au purs. En outre, Au@CDs possèdent d’excellentes performances en termes de reproductibilité et de stabilité à long terme. D’autres recherches comprennent la prise de Au@CDs comme substrats pour effectuer l’imagerie SERS des cellules A549³¹ et pour détecter deux souches bactériennes³². Il a été prouvé que Au@CD.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
10x tampon PBS (culture cellulaire)	Langeco Technology	BL316A
Plaque de culture cellulaire 6 puits	LABSELECT	11110
Cell Counting Kit-8 (CCK-8)	GLPBIO	GK10001
Acide citrique	Shanghai Aladdin Biochemical Technology	C108869
CO2 incubateur	Thermo Fisher Technologies	3111
Agitateur magnétique à température constante	Sartorius Scientific Instruments	SQP
Centrifugeuse cryogénique à grande vitesse	Shanghai Boxun	SW-CJ-2FD
DMEM milieu de culture cellulaire à haute teneur en glucose	Procell	PM150210
Balance électronique	Sartorius Scientific Instruments	SQP
Marqueur enzymatique	Thermo Fisher Technologies	3111
Sérum fœtal bovin	Zhejiang Tianhang Biological Technology	11011-8611
Figure 1	Figdraw.
Spectromètre infrarouge de Fourier	Thermo, Amérique	Nicolet 380
Lyophilisateur	Tecan	Infinite F50
Acide gallique	Shanghai Aladdin Biochemical Technology	G104228
Spectromètre Raman portable	OCEANHOOD, Shanghai, Chine	Uspectral-PLUS
HAuCl4	Guangzhou Pharmaceutical Company (Guangzhou)
Microscope électronique à transmission haute résolution	Thermo Fisher Technologies	FEI Tecnai G2 Spirit T12
Autoclave haute température	Shanghai Boxun	YXQ-LS-50S  ;
Microscope inversé	Nanjing Jiangnan Yongxin Optique	XD-202
LB Bouillon BR	Huankai pico-organisme	028320
Réfrigérateur médical à ultra-basse température	Thermo Fisher Technologies	ULTS1368
Bleu de méthylène	Sigma-Aldrich
Pancréatine Cellule Solution Digestive	beyotime	C0207
Pénicilline streptomycine double résistance	Shanghai Boxun	YXQ-LS-50S  ;
Compteur d’eau pure	Millipore, USA	Spectromètre
	Renishaw
Puce saphir	beyotime
Bain-marie thermostatique	Changzhou Noki
Table ultra-propre	Shanghai Boxun	SW-CJ-2FD
Absorption de la lumière UV-visible spectromètre	MADAPA, Chine	UV-6100S
Fil 3.4	Renishaw

Raman Système Milli-Q