1 南京邮电大学电子与光学工程学院，柔性电子（未来技术）学院，江苏 南京 210023
2 东南大学电子科学与工程学院，江苏 南京 210096
提出一种外泌体检测新方法，通过将表面增强拉曼散射（SERS）纳米探针固定在核酸适体（DNA）功能化水凝胶中，实现对肿瘤源性外泌体的高灵敏度光学检测。SERS纳米探针被用于识别肿瘤源性外泌体并产生指纹光学信号。SERS活性DNA功能化水凝胶（简称“SD水凝胶”）作为传感器，不仅提供了用于生物识别的三维反应位点，而且可放大SERS纳米探针的光学信号。选择性地与靶外泌体结合后，SERS纳米探针脱离SD水凝胶，导致SERS信号减弱，从而实现光学检测。通过SERS信号变化，SD水凝胶可以定量、灵敏地检测肿瘤源性外泌体，浓度检测限（LOD）约为22 μL-1。该SD水凝胶将为临床癌症诊断提供一种新的技术手段。
生物光学 表面增强拉曼散射光谱技术 光学检测 外泌体 纳米探针 水凝胶 光学学报
2023, 43(21): 2117001
Author Affiliations
Abstract
1 Division of Anatomy, Center for Anatomy and Cell Biology, Medical University of Vienna, 1090 Vienna, Austria
2 Medical Imaging Cluster (MIC), Medical University of Vienna, 1090 Vienna, Austria
3 Max Perutz Laboratories, University of Vienna, 1030 Vienna, Austria
Brillouin light scattering (BLS) spectroscopy is a label-free method of measuring the GHz-frequency viscoelastic properties. The measured longitudinal modulus is acutely sensitive to the degree of hydration, crosslinking, and temperature, which can be indicative of tissue health. As such, performing in situ measurements on humans is particularly desirable for exploring potential clinical translation, however, is not possible with existing designs which are coupled to bench-top microscopes. Here we introduce a robust fiber coupled hand-held BLS probe and demonstrate its reliability for measuring excised human tissue. We verify its accuracy using confocal BLS microscopy and further show that it is possible to distinguish veins, arteries, nerves and muscles based on their BLS-measured viscoelasticity. This provides a necessary first step towards in situ clinical BLS viscoelasticity studies of human tissue.
Brillouin light scattering spectroscopy Hand-held optical probe Viscoelasticity Longitudinal modulus Soft tissue Muscles Vasculature Journal of the European Optical Society-Rapid Publications
2023, 19(1): 2023028
上海师范大学化学与材料科学学院, 上海 200234
从复杂样表面有效提取目标分析物对于将表面增强拉曼散射(SERS)光谱技术推广到实际应用具有重要意义。本文通过利用透明性和粘合性的胶带与具有良好SERS活性的沉积在铟锡氧化物导电玻璃(ITO)表面的金纳米粒子阵列(AuNPs)相复合作为SERS基底, 提出了一种应用于果蔬农药残留的SERS光谱快速检测方法。采用柔性胶带将分析物从实际的样品表面方便快捷地转移到作为SERS基底的金纳米粒子阵列(AuNPs/ITO)上, 通过简捷的“粘贴, 剥离和再粘贴”的过程直接提取水果和蔬菜表面的农药残留, 如福美双等, 实现对果蔬农药残留的SERS光谱快速检测。这一研究能够为相关检测技术的建立提供有益的信息。
表面增强拉曼散射光谱 胶带 金纳米粒子 电沉积 福美双 surface-enhanced Raman scattering spectroscopy tape thiram gold nanoparticles electrodeposition
本研究以唐卡《威罗瓦金刚画像贴落》脱落的蓝色和绿色颜料样品为研究对象, 利用三维视频显微镜、激光拉曼光谱、红外吸收光谱、X射线衍射光谱等方法开展形貌观察和成分分析。通过显微观察可了解颜料颜色、形貌、颗粒尺寸分布、杂质情况等信息; 从多种光谱分析结果互相印证, 可知蓝色颜料主要成分为蓝铜矿, 绿色颜料主要成分为孔雀石, 晶体结构较好。光谱学方法可为唐卡的保护修复和预防性保护工作中材料的选择和保护提供参考依据。
唐卡 拉曼散射光谱 红外吸收光谱 X射线衍射光谱 Thangka Raman Scattering Spectroscopy Infrared Spectroscopy X-ray Diffraction Spectrascopy
1 淮海工学院化学工程学院, 江苏 连云港 222005
2 淮海工学院药学院, 江苏 连云港 222005
3 淮海工学院海洋生命与水产学院, 江苏 连云港 222005
为了研究药品中盐酸肼屈嗪含量检测的新方法, 本文采用共振光散射光谱法以Clark-Lubs缓冲液为介质分析盐酸肼屈嗪与十二烷基苯磺酸钠反应的光散射强度参数关系。研究发现: 在pH 1.4的Clark-Lubs缓冲介质中适量盐酸肼屈嗪与十二烷基苯磺酸钠水溶液发生π-π电荷转移和离子缔合反应, 所得产物的共振光散射最大发射波长在402 nm处, 盐酸肼屈嗪浓度在0.125~1.00 mg·L-1范围内呈线性关系, 相关系数R为0.9998, 检出限为0.035 mg·L-1, 回收率在99.08%~100.8%之间。所拟方法适用于分析常温下盐酸肼屈嗪与光散射强度的参数关系, 可应用于药品中盐酸肼屈嗪含量的测定。
hydralazine hydrochloride Sodium dodecyl benzene sulfonate Resonance light scattering spectroscopy
1 文华学院信息科学与技术学部,武汉 430074
2 西安工业大学建筑工程学院,西安 710032
利用 Au/Sb 和 Au/Si 共晶点温度较低的特点,通过在~400 ℃ 合金化的方法,在硅片表面实现了掺 Sb 纳米晶体的制作。扫描电子显微镜观察到了 Au/Si 合金化反应形成的倒金字塔形蚀坑以及纳米结构的存在,拉曼散射光谱证实这些结构主要是纳米尺度的晶体,二次离子质谱表明 Sb 在 Si 中的掺杂浓度大于 2×1018 cm-3,超过了 Sb 在体晶硅中的固溶度。该纳米晶体的制作方法简单易行,热预算较低,和其他微纳器件制作工艺的兼容性较好。
硅纳米晶体 共晶点 拉曼散射光谱 二次离子质谱 silicon nanocrystals eutectic point Raman Scattering spectroscopy secondary ion mass spectroscopy
1 南通大学机械工程学院, 江苏 南通 2260019
2 南京航空航天大学生物医学工程系, 江苏 南京 210016
提出了利用近红外散射光谱对生物组织热毁损程度进行实时鉴别的一种新方法。 实验首先分别用功率3.5, 5, 6.5和8 W的808 nm脉冲激光对新鲜离体猪肝进行热毁损, 在距离毁损中心10 mm处实时采集近红外散射光谱和温度, 以最小二乘法拟合得到波长830～900 nm处的光谱斜率(S830～900), 将其不同上升幅度为条件结束加热。 其次, 对光谱采集点附近的组织作病理切片, 根据组织学特征进行评分, 采用3级评分制(3分为完全毁损, 2分为部分毁损, 1分为无效毁损)评估毁损程度。 最后, 分析加热期S830～900最大上升幅度、 降温后S830～900最终稳定值与病理分析的毁损程度之间的关联。 结果表明, 一般情况下, 若加热期S830～900上升至初值的4倍以上、 降温后最终稳定于3.5倍以上, 对应组织为完全毁损; 若S830～900加热期上升2～5倍, 降温后最终稳定于1～1.5倍, 对应组织为无效毁损; 其余为部分毁损。 根据分析结果, 首次建立了光谱因子与热毁损程度的关联, 利用加热期S830～900的最大上升幅度与降温后的最终稳定值来鉴别组织毁损程度, 可以很好的降低实验对象个体差异性对判断结果的影响, 具有很好的鉴别效果, 其准确率达到90%以上, 实现了组织热毁损程度实时、 准确的鉴别, 为组织热毁损实时监控提供了一种新思路。
激光热毁损 离体猪肝 散射光谱 实时监控 Laser thermal damage In vitro porcine liver Scattering spectroscopy Real-time monitor 光谱学与光谱分析
2017, 37(10): 3083
Author Affiliations
Abstract
1 Sun-Yat sen University Cancer Center Guangzhou 510060, P.R. China
2 Institute of Laser Life Science, College of Biophotonics South China Normal University, Guangzhou 510631, P.R. China
3 Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Engineering and Quantum Materials School of Physics and Telecommunication Engineering South China Normal niversity Guangzhou 510006, P.R. China
Contamination by accidental cutaneous contact with the commercial products and the air pollutants raised a considerable health and safety issue. This study aimed to trace the dynamics of the 20 nm gold nanoparticle (GNP) penetration and accumulation in rat skin tissues using a surface-enhanced Raman scattering (SERS) technique. After the topical application of GNPs on rat skin surface, the SERS spectra were recorded for every 15 μm to an overall depth of 75 μm from skin surface for 150 min. The processes of GNP penetration in rat skin were accompanied by aggregation of GNPs, which affected SERS spectra. The results revealed that 20 nm GNPs can penetrate through stratum corneum layer, viable epidermis layer, and then into dermis layer. This study demonstrated for the first time the potential of SERS spectroscopy to monitor the penetration and accumulation of GNPs in rat skin.
Surface-enhanced Raman scattering spectroscopy rat skin gold nanoparticle penetration aggregation Journal of Innovative Optical Health Sciences
2016, 9(5): 1650026
河北大学化学与环境科学学院, 河北省分析科学技术重点实验室, 河北 保定 071002
在pH 7.40缓冲溶液条件下, 以牛血清白蛋白(BSA)为检测对象, 利用共振光散射法分别研究了298, 310, 318 K三个温度下BSA和硫酸粘杆菌素(CS)之间的相互作用机理。 结果证明: 该体系在反应过程中, 主要的猝灭方式为生成新物质的静态猝灭; n值约为1, 表明CS与BSA发生作用时只有一个结合位点; 由热力学参数得知该体系的反应过程是自发进行的, 药物与蛋白质主要是通过静电力结合; Hill系数约等于1, 表现为零协同作用。 将所得实验数据与荧光猝灭法所得数据进行比较, 比较显示: 利用共振光散射法所计算的猝灭参数(Ksv, Kq, n, Ka)与荧光猝灭法所得猝灭参数数值相似, 猝灭结论一致, 验证了该方法的正确性, 说明共振光散射法用于研究蛋白质与药物的相互作用是可行的。 共振光散射法与检测物质本身有无内源荧光无关, 因此也可以用于没有内源荧光物质的研究, 这使小分子与蛋白质相互作用的研究方法得到拓宽。
牛血清白蛋白 硫酸粘杆菌素 共振光散射法 荧光猝灭法 Bovine serum albumin Colistin sulfate Resonance light scattering spectroscopy Fluorescence quenching spectroscopy 光谱学与光谱分析
2016, 36(9): 2879
河北大学化学与环境科学学院 河北省分析科学技术重点实验室, 河北 保定 071002
在模拟人体生理环境下, 利用荧光猝灭法(FQS)、同步荧光法(SYS)、共振光散射法(RLS)及紫外吸收光谱法(UV)分别研究了298 K下牛血清白蛋白与硫酸粘杆菌素、硫酸头孢匹罗、头孢匹胺钠3种药物间的相互作用机理。结果表明: 对于相同的体系, 利用4种方法计算得到的结合常数在同一数量级, 猝灭方式均为生成新物质的静态猝灭, 药物与蛋白作用时均以1∶1的比例结合, Hill系数近似。但对4种方法所得实验数据的综合比较表明, FQS、SYS更适合用于研究蛋白与药物的反应机理。
牛血清白蛋白 荧光猝灭法 同步荧光法 共振光散射法 紫外吸收光谱法 bovine serum albumin fluorescence quenching spectroscopy synchronous fluorescence spectroscopy resonance light scattering spectroscopy UV-Vis absorption spectroscopy
