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基于滤纸的SERS平台与带不确定性估计的PLS-DA快速鉴别细菌
摘要: 快速可靠地鉴定细菌是食品、医疗、法医和环境科学领域的重要课题;然而传统方法耗时且通常需要大量资金和人力资源。本文提出一种基于表面增强拉曼光谱(SERS)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)的无标记细菌鉴别方法。通过浸涂法制备了金纳米颗粒修饰的滤纸,并将其作为柔性高效SERS基底。测量前直接将三种属六种菌的悬浮液滴加于滤纸基SERS基底上。PLS-DA成功作为多元监督模型对细菌进行分类鉴定,所有测试样本均达到100%的效率、灵敏度和特异性。投影变量重要性与某些嘌呤代谢产物的有无相关,同时采用自助重采样法计算PLS-DA模型中各样本的置信区间。此外,该方法还分析了潜在新菌种,结果与16S rRNA基因序列分析一致,表明SERS/PLS-DA方法有望成为发现新型细菌的有力工具。
关键词: 化学计量学、偏最小二乘判别分析、表面增强拉曼光谱、可靠性评估、16S rRNA基因序列分析、金纳米颗粒
更新于2025-09-04 15:30:14
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拉曼光谱与表面增强拉曼散射用于生物膜表征
摘要: 生物膜是微生物的一种群居生活方式,其中微生物细胞被胞外聚合物(EPS)包裹。大多数微生物都能以生物膜形式生存。由于微生物无处不在,了解生物膜的结构和组成对于改善人类及其他生物的生存环境至关重要。拉曼光谱是一种无损检测技术,能提供目标分析物的指纹特征信息。表面增强拉曼光谱是该技术的一种形式,可使附着于银或金等纳米结构贵金属表面的分析物产生增强的散射信号。本综述讨论了这两种技术及其与其他生物膜分析技术联用,在表征生物膜成分与结构方面的应用。
关键词: 拉曼光谱、表面增强拉曼光谱、生物膜、纳米粒子、细菌
更新于2025-09-04 15:30:14
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通过表面增强拉曼光谱实现外泌体的无标记表征以早期检测胰腺癌
摘要: 胰腺癌是一种高度致命的恶性肿瘤。缺乏早期诊断标志物使得及时发现胰腺癌极具挑战性。外泌体作为富含信息的癌症特异性生物标志物已崭露头角,但肿瘤特异性外泌体的特征分析一直困难重重。本研究验证了利用外泌体检测胰腺癌的原理可行性——通过表面增强拉曼光谱(SERS)和主成分差异函数分析(PC-DFA),对正常与胰腺癌细胞系纯化的外泌体进行无标记分析,以识别肿瘤特异性光谱特征。该方法能以90%的准确率区分源自胰腺癌或正常胰腺上皮细胞系的外泌体。随后将细胞系训练的PC-DFA算法应用于血清纯化外泌体的SERS光谱分析,该方案对健康对照(HC)和胰腺上皮内瘤变(EPC)个体样本分别显示出高达87%和90%的预测准确率。总体而言,本研究证实了SERS光谱特征在解析外泌体表面特征中的实用价值。
关键词: 表面增强拉曼光谱、液体活检、胰腺癌、外泌体、无标记
更新于2025-09-04 15:30:14
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金纳米颗粒直接合成于纳米片上用于灵敏表面增强拉曼散射检测
摘要: 开发了一种基于简单乙醇溶剂的金纳米片(AuNSs)及金纳米颗粒-纳米片复合结构(AuNP/NS)的合成方法。平均粒径约8纳米的金纳米颗粒(AuNPs)原位生长于AuNS表面,形成NP/NS结构。该结构展现出显著增强的表面增强拉曼散射活性,其强度分别比单一AuNP和AuNS高出约2个和6个数量级。这种性能主要源于紧密堆积在AuNS表面的均匀AuNPs,以及NP-NS与NP-NP间的协同作用。NP-NS间隙(NP-NS-GP)比NP-NP间隙(NP-NP-GP)更窄,从而产生更强且更稳定的等离子体共振效应,可显著增强拉曼信号。结果表明,单晶AuNS是理想基底材料,通过进一步包覆其他金属纳米颗粒,可制备出新型柔性、高活性的AuNS基纳米复合材料,适用于多种应用场景。
关键词: 金纳米颗粒覆盖纳米片(AuNP/NS)复合材料、二维金纳米片(AuNS)、表面增强拉曼光谱(SERS)
更新于2025-09-04 15:30:14
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镍纳米线结合表面增强拉曼光谱:在细胞色素c介导的凋亡无标记检测中的应用
摘要: 镍的固有特性使其作为高效催化剂得到广泛应用。本研究探究了作为氧化细胞色素c(Cyt c)电子供体的镍纳米线(Ni NWs),其还原效果受纳米线直径、温度和pH值影响。镍纳米线的还原性与磁性特征使其能快速便捷地还原复杂生物样本中的Cyt c。此外,我们发现结合共振拉曼光谱的镍纳米线对真实生物样本中的Cyt c检测具有特异性,成功用于区分凋亡Hela细胞中分离线粒体释放的Cyt c氧化还原状态。通过表面增强拉曼光谱可实现快速无标记Cyt c定量检测,检测限范围达1 nM且浓度线性范围宽(1nM-1μM)。这种基于镍纳米线的还原方法将显著简化传统生物检测流程,在Cyt c相关凋亡研究中具有重要应用潜力。
关键词: 镍纳米线、表面增强拉曼光谱、细胞色素c、无标记检测、凋亡
更新于2025-09-04 15:30:14