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基于细胞活性检测的SERRS光谱方法研究——毛竹
[2016/1/5 9:10:11][阅读1284次]

 

基于细胞活性检测的SERRS光谱方法研究——毛竹

 

近些年,可用于动物体中的细胞活性试验的研究受到极大的关注。它尤其在筛选大量化学物质对各种细胞所产生的毒性中发挥了重大作用。作为一种无放射性的方法,基于比色法的四唑盐通常被应用于细胞活性试验中。MTT是一种用细胞活性检测试验的淡黄色水溶性四唑盐,能够被活细胞内脱氢酶还原成高度水溶性的黄色甲臜染料(Formazan),如图 1所示。该方法被广泛用于药物筛选、细胞增殖测定、细胞毒性测定和肿瘤药敏试验中。在常规的MTT方法中,基于生成的甲臜量与活细胞数量成正比的原理,利用紫外-可见吸收光谱法(UV-Vis)检测甲瓒产物在490nm处的吸收值,从而进行细胞增殖和活性分析MTT法是最常用于检测细胞增殖、细胞毒性实验的方法,但是该方法具有一个显著缺点:检测灵敏度低,受目标检测物外的其他物质干扰大;同时细胞培养基中的物质容易干扰吸收值的准确性。因此,发展一种更高准确度及灵敏度的细胞活性检测方法是十分迫切的。

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表面增强共振拉曼散射光谱(SEERS)作为一种前沿的高灵敏分析技术,在生物和医学研究领域,已逐渐吸引了极大的关注。本研究院的毛竹老师及其团队将传统的MTT细胞活性检测试验与SERRS技术结合,建立一种高灵敏高准确度的细胞活性鉴定方法(SERRS-MTT法),其检测限可达1ng/mL。同时该检测方法具有很高选择性,表现出对细胞悬浮液中的背景物质(如残余的MTT试剂、血清、外源药物等)有明显的抗干扰特性。除此以外,对比于传统的MTT方法,SERRS-MTT法还大大简化了试验操作步骤(节省了将近90%的试验时间),同时其在抗癌药物效应评价试验中显示出更高的可靠性。

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这一方法显著优势的产生主要源于该方法具备的三个关键因素:一是采用的拉曼技术可以收集目标检测物的指纹性光谱,二是利用生物相容性的Au纳米粒子实现对光谱信号的放大作用,三是采用632.8nm激发光使体系的拉曼信号产生进一步共振增强。

为了获得甲瓒信号与拉曼强度的曲线关系,我们进行了浓度依赖的SERRS光谱实验,并将甲瓒在1290cm-1处拉曼峰强度对浓度做标准曲线,如图2。在Figure 2(b)中可明显看到,在1ng/mL~1μg/mL浓度范围内SERS高的重现性。

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    我们还利用该方法进行了人肺癌细胞A549对抗癌药物5-Fu的药物剂量效应曲线,实验结果显示药物剂量效应曲线的标准偏差小于10% (如图3),这表明SERRS-MTT方法应用在抗癌药物效应方面具有重现性好、准确性高优势,因此该方法在与活细胞代谢的相关定量研究方面具有很强的实用性。这部分工作发表在Analytical Chemistry杂志上(Anal. Chem., 2013, 85, 7361–7368)。

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