纳米工程表面增强的拉曼光谱基质用于探测组织物质相互作用
Connie M Wang1, Roberta M Sabino2, Aditya Garg3
1Department of Biological Engineering, MIT, Cambridge, Massachusetts 02139, United States.
我们开发了一种新的金纳米柱- (AuNC-Ti) 材料,作为自传感基板. 这允许使用表面增强拉曼光谱法 (SERS) 进行组织植入物相互作用的非侵入性实时监测.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 医疗设备工程 医疗设备工程
背景情况:
- 由于现代医疗植入物的复杂性,评估组织植入物相互作用是具有挑战性的.
- 现有的方法缺乏监测植入物生物学所需的非侵入性,实时和多重功能.
- 了解这些相互作用对于改善植入物寿命和患者结果至关重要.
研究的目的:
- 开发一种多功能,自我感应的植入物材料,用于对组织植入物动态进行非侵入性监测.
- 为了创建一个纳米工程表面增强拉曼光谱 (SERS) 基板与植入物集成.
- 为了实现实时,在组织-植入物接口上的生物过程的多重传感.
主要方法:
- 使用斜角沉积 (OAD) 在表面上制造金纳米柱 (AuNC-Ti).
- 使用SEM,XPS,XRD和接触角度测量进行表征,以确认材料特性和生物相容性.
- 在体外细胞毒性测定中使用人类大动脉内皮细胞 (HAEC).
- 通过共聚焦拉曼成像和多变量分析,展示SERS信号增强和组织组件的空间识别.
主要成果:
- 统一的AuNC-Ti基板已经成功地制造出控制的纳米柱尺寸.
- AuNC-Ti表面表现出生物相容的化学物质和理想的湿透性.
- 获得了1.8 × 10 ^ 5的高SERS增强因子 (EF).
- 多重复合,无标签的SERS和机器学习使组织组件的空间识别成为可能.
结论:
- 开发的AuNC-Ti材料作为一种有效的SERS基质,用于感知组织物质相互作用.
- 这种方法提供了一种非侵入性的多重复合方法,用于实时监测植入物-组织动态.
- 这项技术对确定组织状况和推进可植入设备诊断具有前景.
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