原位、活體檢測植物激素的SERS探針新技術

《原位、活體檢測植物激素的SERS探針新技術》是依託武漢大學，由沈愛國擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：原位、活體檢測植物激素的SERS探針新技術
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：沈愛國
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

植物激素的活體、原位檢測是研究其在植物組織和細胞中的生理作用及調控機制的關鍵。高靈敏、高選擇性和無水干擾的表面增強拉曼光譜分析技術可望為其提供一種新的研究手段。本項目擬將貴金屬及其核殼結構納米粒子作為表面增強基底，以帶巰基或異硫氰基團的染料為信號分子，採用植物激素的單克隆抗體等生物抗體為靶向功能分子，通過多精氨酸胜肽的介導，研製出能穿透植物細胞壁的活細胞SERS探針。進而選取擬南芥根生長素為研究對象，使用該探針和共聚焦顯微拉曼成像技術，直接獲取單個細胞或根尖活體中生長素的實時分布信息；根據不同信號分子的光譜指紋信息，實現生長素及其輸出/輸入載體等多種蛋白的同時標記成像。藉此精確分辨出特定發育階段或特定區域細胞生長素及其運輸載體的真實動態信息，並開發出活體、實時、靈敏、動態和特異的植物活細胞SERS 探針新技術，為植物激素的生理作用及調控機制等研究提供強有力的研究手段。

結題摘要

本項目主要以貴金屬納米粒子及相關的核殼結構納米（複合）粒子作為表面增強基底和探針母體，以生物抗體和信號肽分子作為靶向功能分子，研製出能穿透哺乳細胞膜、核膜以及植物細胞壁的活細胞SERS探針，實現至少兩種亞細胞結構和多分子目標的靶向成像以及植物切片和活體檢測，為探索植物激素的生理作用及調控機制等研究提供強有力的研究手段；其二，以β-胡蘿蔔素為共振增強拉曼信號分子，以介孔納米材料SBA-15為載體，通過物理/化學吸附作用製備出新型的共振增強拉曼探針，同樣實現了活細胞的細胞膜靶向檢測；其三，通過目標物誘導來可控調節貴金屬納米粒子的聚焦狀態，從而改變生物（模擬）體系的光學性質的變化（包括SPR或SERS信號等），藉此來實現一系列生物分子及金屬離子等目標物的高選擇性和高靈敏檢測。其四，設計製備了一系列不同組成、形狀和尺寸的貴金屬納米粒子及其複合納米材料，以其作為SERS增強基底，直接檢測有機小分子、生物大分子及微生物細胞；其五，完成了口腔黏膜組織與細胞、胃癌組織、胚胎培養基、血小板等生物組織和細胞自身拉曼散射性質的研究。 此外，在國際交流與合作上，項目主持人沈愛國副教授先後出訪德國、波蘭、泰國等國家開展國際合作和交流和參加學術會議，並作重要學術報告。在研究生培養上，總計培養博士研究生和碩士研究生近30名。受本項目資助，相關研究工作成果已有32篇SCI源刊論文發表在Scientific Reports (1)、Analytical Chemistry (1)、Chemical Communications (3)、Chemistry-A European Journal (1)、Journal of Materials Chemistry (2)、Biosensors and Bioelectronics (5)、Laser Physics Letters (5)等高影響因子刊物上。