單細(xì)胞內(nèi)活性物質(zhì)的準(zhǔn)確檢測(cè)對(duì)揭示其在生命活動(dòng)中的重要作用

單細(xì)胞內(nèi)活性物質(zhì)的準(zhǔn)確檢測(cè)對(duì)揭示其在生命活動(dòng)中的重要作用及探索相關(guān)疾病的診療方法具有重要意義。熒光法具有靈敏度高等特點(diǎn)，使其在單細(xì)胞的檢測(cè)中備受青睞。目前，常用的熒光單細(xì)胞分析方法中使用的納米材料主要集中于零維納米顆粒，如納米顆粒。這些零維納米材料在用于單細(xì)胞檢測(cè)時(shí)通常需要被動(dòng)擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞，檢測(cè)過程中納米材料易出現(xiàn)漂移，不利于單細(xì)胞特定部位長時(shí)間觀測(cè)。

相比于零維納米材料，一維納米材料具有納米尺度的直徑、同時(shí)具有微米尺度的縱向長度，這一結(jié)構(gòu)特性使其便于操作和觀察。通過物理方法將一維納米材料主動(dòng)定位于細(xì)胞特定部位，能有效避免零維納米材料漂移等問題。在眾多一維納米材料中，硅納米線具有制備簡(jiǎn)便、易于修飾、生物兼容性好、易與現(xiàn)代硅技術(shù)結(jié)合等優(yōu)點(diǎn)，使其成為單細(xì)胞內(nèi)活性物質(zhì)分析的理想材料。

中科院理化技術(shù)研究所師文生研究員課題組以單細(xì)胞內(nèi)次氯酸為檢測(cè)目標(biāo)，通過硅納米線的功能化修飾，制備了基于硅納米線的次氯酸熒光傳感器，并借助微操作系統(tǒng)將單根硅納米線傳感器定位于單細(xì)胞內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了用單根硅納米線熒光傳感器對(duì)單細(xì)胞中內(nèi)源性次氯酸的檢測(cè)。

研究者首先利用化學(xué)氣相沉積法和化學(xué)溶液刻蝕法制備了硅納米線及其陣列，并通過在其表面共價(jià)修飾IR780，得到了基于硅納米線及其陣列的次氯酸熒光傳感器。研究者將硅納米線熒光傳感器分散于溶液中研究了其傳感性能，發(fā)現(xiàn)該傳感器對(duì)次氯酸具有很好的選擇性。而且，在次氯酸濃度0 ~ 50 μM范圍內(nèi)，傳感器的熒光強(qiáng)度與次氯酸濃度之間具有很好的線性依賴關(guān)系。

在此基礎(chǔ)上，研究者借助微操作系統(tǒng)將單根硅納米線熒光傳感器定位于單個(gè)RAW264.7細(xì)胞中，實(shí)現(xiàn)了單細(xì)胞中內(nèi)源性次氯酸的檢測(cè)。該工作為單細(xì)胞研究提供了新的技術(shù)方案。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在Advanced Biosystems(DOI: 10.1002/adbi.201800213)上。