颅内表面增强拉曼散射内窥镜技术在生理刺激下对体内蛋白质的定量分析

《ACS Sensors》：Intracranial Surface-Enhanced Raman Scattering Endoscopy for In Vivo Protein Quantification under Physiological Stimulation

表面增强拉曼散射（SERS）内窥镜用于活体监测小鼠脑干及躯体感觉皮层中S100β蛋白释放，结合光遗传学刺激证实蛋白浓度变化与脑活动区域相关

　　

表面增强拉曼散射（SERS）内窥镜在实现低侵入性、高空间分辨率的体内蛋白质检测方面具有巨大潜力，尤其适用于中枢神经系统（如脑干）的深部区域。我们开发了一种颅内SERS内窥镜，该内窥镜使用镀有金纳米颗粒的70微米光纤，并结合抗S100β抗体进行功能化处理，用于监测不同脑区中的S100β蛋白。实验结果表明，该内窥镜能够检测到多个脑区中蛋白质释放程度的差异，这些差异与脑活动水平相关。通过光遗传学手段刺激清醒小鼠的咀嚼皮层（CMA）以引发节律性下颌运动（RJMs），我们观察到位于脑干的三叉神经主感觉核（NVsnpr）中的S100β浓度显著升高。值得注意的是，即使是对CMA进行轻微刺激（未引发RJMs），S100β的释放量虽然较低但仍可被检测到。此外，在麻醉小鼠的体感皮层不同位置插入SERS内窥镜后，检测到的S100β水平与后爪触觉刺激时皮层半球的激活特征相符。总体而言，这些结果证明了颅内SERS内窥镜技术在清醒动物体内蛋白质监测中的有效性。