基于表面增强拉曼散射和荧光技术对细胞环境中的等离子体纳米粒子的探测：揭示其空间分布与聚集状态

《Nanoscale Advances》：Surface-enhanced stimulated Raman scattering and fluorescence probing of plasmonic nanoparticles in cellular environments: insights into their spatial distribution and aggregation

　　

了解纳米颗粒在细胞内的分布情况及其被细胞吸收的机制，对于提升它们的诊疗应用潜力、实现学术研究与医疗应用之间的衔接至关重要。本研究通过先进的成像技术，比较了共聚焦荧光显微镜和受激发射拉曼散射技术所得的结果，分析了金纳米骨在细胞内的分布情况。金纳米骨在600–800纳米范围内具有等离子体共振特性，同时经过聚电解质和花青素5.5发色团的功能化处理，从而分别产生表面增强型受激发射拉曼散射信号和荧光信号，且其细胞毒性较低（IC₅₀为4.85微克/毫升）。这些金纳米骨还被修饰上了叶酸，以便在HeLa细胞系中使用。研究借助扫描电子显微镜的支持，采用了双受激发射拉曼散射/荧光三维单细胞成像技术，观察了单个细胞内纳米颗粒的分布情况，发现由于纳米颗粒聚集而形成了“热点”现象。这项研究指出了仅依靠表面增强型受激发射拉曼散射或荧光成像来对细胞进行详细成像及代谢研究存在的局限性，因为单独使用这两种方法得到的数据并不一致。而将两种技术结合使用的办法，则能够提供关于纳米颗粒在细胞环境中的分布和聚集情况的详细信息，以及“热点”的特征，从而为了解纳米颗粒的吸收机制以及在光学诊断和分子生物学领域的潜在应用提供了宝贵见解。