在光动力学疗法期间,通过In-Situ SERS三维成像可视化单细胞中的线粒体ATP波动

科学领域:

• 纳米技术 纳米技术
• 生物医学成像技术 生物医学成像技术
• 癌症治疗 癌症治疗

背景情况:

• 光动力疗法 (PDT) 的有效性取决于精确监测细胞反应.
• 腺三酸盐 (ATP) 水平是细胞能量状态和治疗反应的关键指标.
• 目前在PDT期间监测ATP的方法缺乏时空分辨率.

研究的目的:

• 在针对线粒体的PDT过程中,开发一种超敏感的战略,用于在现场视觉监测单个活瘤细胞中的ATP.
• 为了实现细胞内ATP动态的高时空分辨率成像.
• 评估新型纳米结构在SERS成像和PDT中的有效性.

主要方法:

• 使用了表面增强的拉曼散射 (SERS) 3D成像.
• 开发了Au-Ag2S Janus纳米颗粒与Au纳米颗粒和线粒体向 (JMDA NPs) 功能化.
• 基于SERS探针强度与热点生成相关的定量ATP.

主要成果:

• 在PDT期间,在单个活细胞的线粒体中实现了空间时间控制的ATP监测.
• JMDA NPs表现出优异的SERS活性和显著的抗瘤活性.
• 在体外和体内表现出显著的抗瘤效果和卓越的治疗安全性.

结论:

• 介绍了一种有效的基于JMDA NPs的SERS成像策略,用于在线粒体向PDT期间实时3D可视化细胞内ATP.
• 为优化PDT治疗时间提供了有价值的信息.
• 证明了JMDANP在先进瘤治疗应用中的潜力.