自組裝構(gòu)筑SERS基底、細(xì)胞膜的SERS和基于SERS的細(xì)胞內(nèi)pH傳感研究初探.pdf

1、細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本結(jié)構(gòu)單位，一切生命現(xiàn)象，包括新陳代謝、呼吸作用、光合作用、信息傳遞、跨膜運(yùn)輸?shù)壬顒?dòng)都與細(xì)胞的整體狀態(tài)息息相關(guān)，一切疾病的發(fā)病機(jī)制也要以細(xì)胞病變研究為基礎(chǔ)。因此，細(xì)胞研究是生命科學(xué)中最基本、最重要的研究課題，建立發(fā)展各種原位甚至活體研究細(xì)胞的新方法和新技術(shù)勢(shì)在必行。 表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)具有極高的檢測(cè)表面物種的靈敏度，能從分子水平上獲得物質(zhì)詳細(xì)的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成信息，進(jìn)而識(shí)別各類分子的“指紋”。表面

2、增強(qiáng)拉曼效應(yīng)來(lái)源于合適的納米級(jí)粗糙基底或納米粒子，SERS技術(shù)與納米粒子結(jié)合，可望從分子水平上探究細(xì)胞的復(fù)雜的生理活性，特別在活體細(xì)胞檢測(cè)方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。最近，SERS作為高靈敏的多功能的光學(xué)探針應(yīng)用于活細(xì)胞的研究開(kāi)始受到重視。但是，細(xì)胞內(nèi)組份復(fù)雜，動(dòng)態(tài)變化，細(xì)胞體系的各組分與SERS基底作用一般較弱，雜質(zhì)影響嚴(yán)重，導(dǎo)致獲取的SERS譜在重現(xiàn)性、選擇性和可行度方面皆存在不少難題，如何應(yīng)用SERS從分子水平上研究細(xì)胞的識(shí)別、分化、繁殖

3、、病變和凋亡等引起的微化學(xué)環(huán)境的變化是一個(gè)極具挑戰(zhàn)的課題。 本論文主要工作是探索將SERS應(yīng)用于細(xì)胞研究，獲得的主要成果如下： 1．利用自組裝方法制備了具有較高SERS活性的基底，通過(guò)碘取代SERS基底表面的雜質(zhì)和電化學(xué)氧化除碘方法，獲得了干凈的、均勻的、適合細(xì)胞檢測(cè)的SERS基底。 2．較系統(tǒng)地探索了幾種獲取細(xì)胞膜分子的SERS譜的方法。實(shí)驗(yàn)表明，直接利用將納米粒子和細(xì)胞一起培養(yǎng)，將細(xì)胞培養(yǎng)在ITO/Au

4、基底，以及將細(xì)胞培養(yǎng)在蓋玻片上然后倒扣在SERS基底上等三種方法，皆難以獲得可信和有意義的SERS譜圖。只有將懸浮細(xì)胞滴加在干凈透明的ITO/Au基底上的方法可獲得活體CHL細(xì)胞的細(xì)胞膜的SERS光譜，通過(guò)SERS成像，初步研究了該細(xì)胞膜組成及其有關(guān)組分分布。 3．合成了能夠檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)pH變化的功能納米粒子。初步結(jié)果表明，基于SERS的pH傳感Au納米粒子能用于監(jiān)測(cè)細(xì)胞內(nèi)的某些組分的pH變化，而且有望探測(cè)pH傳感Au納米粒子進(jìn)