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新型复合材料拉曼散射机理实时检测干细胞分化端粒酶活性

2021年01月19日  阅读次数:

原文链接:https://10.1021/acsami.7b11028
       随着用于无等离子体激元的表面增强拉曼散射(SERS)的新型纳米材料的迅猛发展,对化学机理(CM)的理解和进一步的应用变得越来越有吸引力。本文通过将石墨烯电化学沉积到TiO 2纳米阵列(EG-TiO 2)上,专门设计了一种新型的SERS平台。使用铜酞菁(CuPc)作为探针分子,已开发的EG-TiO 2纳米复合材料SERS平台具有显着的拉曼活性。X射线光电子能谱测量表明,在石墨烯与EG 2中的TiO 2之间的界面上形成了化学键Ti–O–C。纳米复合材料。实验和理论结果均表明,拉曼光谱的明显增强归因于TiO 2诱导的石墨烯费米能级位移,从而导致EG-TiO 2纳米复合材料与分子之间的有效电荷转移。利用EG-TiO 2纳米复合材料表面上CuPc分子的明显拉曼响应以及对多个端粒G-四链体的CuPc的特异性识别,EG-TiO 2纳米复合材料被巧妙地用作SERS底物,用于选择性和超灵敏测定端粒酶活性低,检测限低至2.07×10 –16 IU。有趣的是,EG–TiO 2的自清洁特性可见光照射下的纳米复合材料成功地为这种无等离子体的EG-TiO 2底物提供了再循环能力。已经进一步探索了具有高分析性能(例如高选择性和灵敏度)的本SERS生物传感器,以确定干细胞中的端粒酶活性以及计数细胞数。更重要的是,使用这种有用的工具,发现端粒酶活性在人间充质干细胞向神经干细胞的增殖和分化中起重要作用。这项工作不仅建立了一种获得对拉曼增强化学机制(CM)的基本认识的方法,而且还为研究干细胞分化的长期动力学和临床药物筛选开辟了一条新途径。

这一研究成果近期发表在ACS旗下期刊ACS Applied Materials & Interfaces,文章的第一作者是郑婷婷,通讯作者为华东师范大学田阳教授。