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中国检验检疫科学研究院工业与消费品安全研究所: 实现非贵金属表面增强拉曼三维成像对细胞内纳米颗粒的准确定位

发布时间:2021-08-11  文章来源:检科院

  在生物医药领域,纳米材料作为良好的药物载体被广泛关注,在环境健康领域,纳米颗粒的生物风险也备受关注。在这些研究中,纳米颗粒与细胞之间的相互作用是非常重要的课题。目前研究纳米颗粒与细胞间相互作用最常用的手段是荧光成像技术,但是此技术依赖荧光染色剂,而大部分荧光染色剂易猝灭,使样品制备过程繁琐、观察过程具有不稳定性,而且多数生物成像中使用的荧光染色剂具有很强的致癌作用,给研究及检测人员的健康带来风险。

  表面增强拉曼光谱技术是近年来迅速发展的一种简便灵敏的检测技术,目前其大部分研究集中在基于贵金属增强拉曼的光谱检测和二维成像上。由于其简便直观无污染等优点,本研究探索了非贵金属拉曼增强基底的研制、三维成像的方法及其在纳米颗粒与细胞的相互作用研究中的应用。

  中国检验检疫科学院工业与消费品安全研究所席广成课题组开发了一种稳定高效的非贵金属表面增强拉曼基底,绒花状MoO2中空纳米片簇,将其与具有较强拉曼信号的巯基苯甲酸(4-MBA)连接,研制成稳定安全的4-MBA/MoO2探针分子,用于在表面增强拉曼三维成像中标记细胞膜的位置,利用待测纳米颗粒与探针分子拉曼信号的峰值差异进行三维成像,研究细胞对纳米颗粒的吞噬过程。利用此方法可简便直观地观察待测纳米颗粒在细胞表面聚集的情况、被细胞吞噬的过程以及被吞噬后在细胞内的位置。本研究成功建立了以等离子体共振MoO2纳米材料为增强基底的表面增强拉曼三维生物成像方法,并应用于检测纳米颗粒与细胞的相互作用过程。本方法不需要使用高毒性的染色剂和复杂的染色过程,也没有荧光快速猝灭的困扰,在生物医药研究及纳米颗粒的环境健康及毒理研究领域具有良好的应用前景。

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  本研究成果发表在“中国科技期刊卓越行动计划”优秀期刊《Nano Research》(https://doi.org/10.1007/s12274-021-3726-z,SCI一区),第一作者为刘伟副研究员,通讯作者为席广成研究员。


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