动态液体集成单细胞SERS平台基于扭曲混合微流体芯片和多重修改的纳米探针,用于无标签检测癌细胞

科学领域:

• 频谱学技术的使用
• 纳米技术 纳米技术
• 生物医学工程 生物医学工程

背景情况:

• 表面增强拉曼散射 (SERS) 是用于单细胞检测的强大工具.
• 由于纳米探针聚合和低探针-细胞组合,降低灵敏度,在动态液体中无标签SERS检测存在挑战.
• 现有的方法在复杂的生物流体中与灵敏度和特异性作斗争.

研究的目的:

• 开发一个动态的液体集成单细胞SERS (DLISC-SERS) 平台,用于无标签检测单个癌细胞.
• 克服纳米探针聚合的局限性,提高探针-细胞相互作用的效率.
• 为了在动态液体环境中实现单细胞SERS分析的高灵敏度和精度.

主要方法:

• 开发一个DLISC-SERS平台,集成一个扭曲的微流体芯片以实现高效的混合,一个同轴针用于3D液体聚焦,以及一个石英毛细管用于低噪音检测.
• 使用多功能修饰的纳米探针 (Ag NSs@PEG@3COOH) 在生物流体中稳定分散.
• 采用基于相似性的细分权重的KNN模型来分类单细胞光谱.

主要成果:

• 与直线混合器相比,扭曲的微流体芯片显示混合强度高3.67倍.
• 经过修改的纳米探针在生物液体中稳定分散超过30分钟.
• 该KNN模型实现了高分类性能:100%的灵敏度,99.4%的特异性和99.5%的单细胞光谱的准确性,三向分类的准确性为95.2%.

结论:

• 开发的DLISC-SERS平台有效地允许在动态液体中无标签检测单个癌细胞.
• 该平台解决了纳米探针稳定性和高效的探针-细胞组合的关键挑战,显著提高了SERS灵敏度.
• 这项技术代表了单细胞分析和癌细胞检测的强大进步.