纤维素纳米晶基一维SERS探针的制备及其细胞成像性能

邓稳; 翟珊珊; 刘星月; 李思婕; 徐朝阳; 张磊; 吴伟兵

doi:10.13360/j.issn.2096-1359.202311015

林业工程学报 ›› 2025, Vol. 10 ›› Issue (01) : 105 -112. DOI: 10.13360/j.issn.2096-1359.202311015

纤维素纳米晶基一维SERS探针的制备及其细胞成像性能

邓稳, 翟珊珊, 刘星月, 李思婕, 徐朝阳, 张磊, 吴伟兵

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摘要

表面增强拉曼散射（SERS）技术已被广泛应用于生物成像领域，构筑具有高灵敏度、水中分散稳定性高和生物相容性的SERS探针，是实现高质量细胞生物成像的基础。以磺酸基纤维素纳米晶（CNC-SO₃H）为多功能载体，连续通过NaIO₄氧化和席夫碱反应在CNC-SO₃H的C2/C3羟基活性位点选择性引入聚乙二醇（PEG）和巯基基团，通过Au-S键自组装负载金纳米颗粒（AuNPs）构建一维“热点”结构，成功制备了纤维素纳米晶（CNC）基一维SERS探针并用于细胞SERS成像。通过透射电镜、傅里叶变换红外光谱、紫外可见光分光光度计和共聚焦拉曼显微镜等对探针的结构、形貌以及检测性能等进行分析。结果表明，由于CNC表面PEG长链的存在，CNC-PEG-SH@AuNPs在200 mmol/L的NaCl溶液中能表现出优异的分散稳定性。以4-巯基苯甲酸（4-MBA）作为拉曼信号分子，探针在10^-6 mol/L浓度下依然能显示信号分子特征峰的拉曼信号，并且在0.1 mol/L磷酸缓冲盐溶液（PBS）中随时间变化的SERS信号表现出良好的灵敏度和重复性。将合成的SERS探针用于海拉（HeLa）细胞中，其细胞活力可维持在80%以上，并成功实现1 075和1 580 cm^-1双通道细胞SERS成像。