基于电穿孔技术的活细胞表面增强拉曼光谱研究

摘要

本文概述了表面增强拉曼散射(SERS)在细胞生化研究中的应用,针对现有孵育培养方法将SELLS探针导入活细胞内存在的样品准备时间长、无法实时检测、不适用于悬浮细胞等不足,提出电穿孔-SERS方法,即利用电穿孔技术将金、银纳米粒子等SERS探针在1min内快速导入活细胞内作为SERS增强基底,进而通过细胞SERS光谱及SERS成像对细胞生化进行研究。主要研究工作如下:
　　 1.利用电穿孔技术将银纳米粒子快速导入鼻咽癌C666细胞系、皮肤癌A431细胞系及白血病细胞CA46细胞系,通过透射电镜图片证实了通过电穿孔将银纳米粒子导入细胞内,并检测到信噪比很好的SERS信号。
　　 2.以电穿孔后的细胞存活率、细胞SERS信号、光谱强度积分值和SERS谱线重复性为指标,研究银胶浓度对电穿孔获取细胞内SERS光谱的影响。
　　 3.在低银胶浓度条件下,通过优化电穿孔过程其他参数(电脉冲次数、脉冲持续时间、操作温度及缓冲液中血清含量),在确保细胞活性的情况下尽可能提高纳米粒子导入效率从而获取高质量SERS光谱。
　　 4.针对难以采用常规孵育培养方法实施SERS检测的悬浮细胞开展研究,提高了细胞SERS光谱重复性,并通过电穿孔获取高质量的细胞内SERS谱线。
　　 研究表明,电穿孔-SERS方法具有简单、快速、易行等优点,利用电穿孔技术将细胞SERS测量前的样品准备时间由传统孵育培养方法所需的24h(甚至更长)缩减为1min内,在保证细胞存活率的条件下大大提高细胞样品准备效率,从而使细胞SERS光谱实时检测分析成为可能。电穿孔-SERS技术扩展了SERS在细胞生化研究及生物医学中的应用,展现了一定的潜力和应用价值,有可能应用于实时检测分析活细胞内生化成分,实时监测细胞生化变化过程等。