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Updated: Sep 13, 2025
14:49
Self-reporting Scaffolds for 3-Dimensional Cell Culture
Published on: November 7, 2013
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基于SERS的pH纳米传感器用于在多细胞3D瘤球体中进行pH测量
Koyel Dey1,2, Venkanagouda S Goudar1, Tuhin Subhra Santra2
1Department of Engineering and System Science, National Tsing Hua University, Hsinchu, Taiwan, Republic of China.
Biomedical materials (Bristol, England)
|July 25, 2025
概括
研究人员使用表面增强拉曼光谱 (SERS-pNPS) 开发了一种生物相容的pH纳米粒子传感器,以动态测量内pH值. 这种新的传感器揭示了共同培养的癌症瘤模型比单一培养的模型有16%的酸性,酸性缩在核心.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 纳米技术 纳米技术
- 癌症研究 癌症研究
背景情况:
- 瘤酸性,以低pH值为特征,是一种常见的特征,由改变癌细胞代谢和厌氧糖解引起.
- 慢性缺氧和瘤中的酸性显著影响治疗疗效和疾病进展.
- 动态监测瘤内pH值对于了解瘤微环境和开发向疗法至关重要.
研究的目的:
- 制造和验证一个生物相容的pH纳米粒子传感器 (SERS-pNPS) 以实时测量内pH值.
- 研究各种三维 (3D) 多细胞瘤模型中的pH动态和空间分布.
- 为了比较共同培养与单一培养的3D瘤球体的酸度.
主要方法:
- 通过使50纳米银纳米颗粒 (AgNPs) 与4-基酸 (4-MBA) 功能化SERS-pNPS的制造.
- 使用聚甲基西洛 (PDMS) 微井阵列芯片培养3D多细胞球体.
- 根据拉曼峰强度 (1378 cm-1 / 1620 cm-1) 的比率,校准SERS-pNPS传感器,并在生理pH范围 (4.48.23) 内的验证.
主要成果:
- 在SERS-pNPS证明拉曼峰强度比和pH之间的线性相关性,pH的检测极限为4.4.4.
- 在肺,乳腺和结肠癌共同培养的3D球体中应用显示,与单一培养的纤维细胞球体相比,显著更为酸性微环境 (16%高).
- 观察到明显的pH梯度,pH从球形外围到核心的下降,表明局部酸性.
结论:
- 开发的SERS-pNPS平台提供了一种非侵入性方法,用于动态和持续监测内pH值.
- 这些发现突出了共同培养和单一培养瘤模型之间的酸性微环境的显著差异.
- 这项技术为瘤酸化提供了更好的洞察力,这对于推进癌症研究和治疗策略至关重要.
