基于原位热点生成的免干扰SERS标签用于缺氧条件下铜离子的精准传感

本研究创新性地开发了一种基于表面增强拉曼散射（SERS）技术的纳米探针（Au@MBN@Cys），通过铜离子（Cu2+）触发的纳米颗粒聚集效应实现"热点"原位生成，解决了细胞内Cu2+检测中背景干扰的难题。该探针在静默区（1800-2800 cm-1）产生特征峰，检测限低至0.055 μM，成功应用于肝细胞（L02）和神经元（PC12）的缺氧模型，为金属离子相关病理研究提供了新工具。

　　

Highlight

本研究开发了一种基于靶向聚集机制的免干扰表面增强拉曼散射（SERS）纳米探针，通过铜离子（Cu²⁺）特异性配体L-半胱氨酸（Cys）和拉曼报告分子4-巯基苯甲腈（MBN）的协同作用，实现了活细胞内Cu²⁺的高灵敏度检测。

Synthesis and characterizations of Au@MBN@Cys nanoprobe

如方案1A所示，我们首先合成了直径约15 nm的金纳米颗粒（Au NPs）。图1A和附图S1显示，Au NPs呈均匀球形，分散性良好，平均直径14.6 nm（图1B）。XRD图谱显示出Au的特征衍射峰（图1C），证实了纳米颗粒的晶体结构。

Conclusion

本工作开发了一种简单、免干扰的SERS纳米探针，利用Cys与Cu²⁺的特异性配位实现细胞内Cu²⁺检测。该探针具有高灵敏度和优异选择性，在L02和PC12细胞中实现了可靠的Cu²⁺传感，并成功监测了缺氧条件下细胞和3D多细胞球体中Cu²⁺的动态波动。