上海交大开发新型探针：小至70nm 依然可实现*拉曼信号
供稿：张雨晴
编辑：chen
导读：近日，上海交通大学叶坚教授团队开发了一种新型拉曼探针（p-gerts），尺寸仅为70nm左右，依然可实现拉曼信号的整体增强和成像速度的大幅提高，为突破sers生物成像发展瓶颈，实现快速超灵敏生物成像开辟新机。
sers生物成像技术的发展前景与瓶颈
得益于表面增强拉曼散射(sers)技术灵敏度高、分辨率高、稳定性好等优点及其“探针”所*的指纹图谱（高特异性）和超窄线宽（多指标检测）优势，sers技术在生物体内成像方面表现出广阔的前景，目前临床肿瘤的治疗手术中，利用拉曼成像检测肿瘤边缘和残留微小肿瘤就是重要应用之一。
然而，现有的sers成像速度远远落后于临床需要，通常需要几十分钟甚至几小时才能获得一个大范围的拉曼活体图像。其中影响sers成像速度的重要因素之一便是sers探针的整体拉曼信号不够强。
tips：sers探针的信号强度和成像速度很大程度上取决于探针电磁场热点区域（hot spots）的信号分子数量。常用增强信号强度的策略是通过控制探针的形貌，使其具有一些或者粗糙表面来形成电磁场热点区域；或者通过在金属纳米结构表面或内部引入纳米缝隙来有效地构建电磁场热点。但大多数都不能产生均匀且稳定的sers信号增强。
研究人员一般通过改变探针形貌来提高sers探针信号强度，但大多数都不能产生均匀且稳定的sers信号增强。而且这类探针尺寸相对较大，通常在100-200 nm之间，应用于生物成像领域，会降低探针在体内的血液循环时间，影响探针的体内分布情况和代谢动力学，不利于体内的靶向识别、成像和检测等应用的实现。
因此，如何获得尺寸较小、且可实现信号强度和成像速度大幅提高的探针，成为研究人员面临的重要课题。
新型探针突破sers生物成像发展瓶颈
近日，上海交通大学叶坚教授团队便开发出了这样一款强大探针——新型的、外壳为花瓣状结构的“多热点”缝隙增强拉曼探针（p-gerts），尺寸仅为70 nm左右，且同时实现了拉曼信号的整体增强和成像速度的大幅提高，为突破目前sers生物成像发展瓶颈，实现快速超灵敏生物成像开辟了新机。
叶坚教授团队采用将拉曼信号分子同时嵌入核壳颗粒内部和外部花瓣状结构之间的亚纳米缝隙这一方法制得探针，表征发现该探针能够大程度地提高单颗粒上报告分子的吸附量，实现*的拉曼信号。
此外，研究人员还可以通过调节内嵌的拉曼信号分子数量，来调节探针的形貌和sers性能；或通过改变外部拉曼信号分子的种类，获得多种信号探针以实现多重检测和成像。
实验结果验证
为了进一步验证p-gerts探针的信号强度和成像速度，研究人员对实验结果进行了进一步表征。
研究人员使用horibaxplora inv拉曼成像光谱仪和nanoraman系统对p-gerts探针的拉曼增强效果进行表征，发现：p-gerts拉曼信号增强因子高达5 × 109，相较于常见的拉曼探针提高了1-3个数量级，实现了*的拉曼信号。
结合horiba拉曼成像技术（duoscan成像模式和swift数据处理方式），研究人员进一步发现成像单点采集时间仅为0.7 ms /像素，成像速度大幅提升。在低至370 uw功率时6秒内就获得高分辨单细胞拉曼成像（2500个像素），52秒内获得高对比度大范围（3.2 × 2.8 cm2）的小鼠活体前哨淋巴结拉曼成像，表现出良好的信号均一性和光稳定性。
“多热点”缝隙增强拉曼探针结果图
a) 示意图；b) 单细胞透射电镜图；c) 明场图
d) 高分辨快速拉曼成像图 (50×50像素)
e) 高对比度大范围 (3.2×2.8cm2) 的小鼠活体前哨淋巴结拉曼成像
上海交通大学叶坚教授团队的这项研究结果表明：p-gerts作为超亮和超稳定的sers探针，为克服目前sers生物成像发展瓶颈，实现高速、高对比度超灵敏的细胞和生物组织成像提供了新机会。
文章作者&论文直达
文章作者：yuqing zhang, yuqing gu, jing he, benjamin d. thackray, jian ye*
题目&杂志：ultrabright gap-enhanced raman tagsfor high-speed bioimaging. nature communications, 2019, 10, 3509.
致谢：叶坚课题组提供论文
注：如果您对本报道的研究方法感兴趣，希望联系作者，或者想对本研究拉曼光谱测试方法一探究竟，欢迎点击“阅读原文”留言，我们的拉曼应用专家将乐于为您提供解答服务。
今日话题
表面增强拉曼散射(sers)技术应用广泛，那么具体应用有哪些呢？欢迎您分享科研过程中与sers技术相关的内容。
我们会在下次前沿应用专栏中分享给大家，本文发出后3个工作日内留言获赞多的读者我们还将送出星巴克咖啡券一份哦。☕
>>>>
点击查看更多往期精彩文章
拉曼与统计分析神助攻，复旦破译pm2.5重要成分 | 前沿用户报道
清华大学魏飞团队实现一步法制备纯度99.9999%半导体碳纳米管阵列
严峻环境下的自救——探寻端气候下的生命存续 | 前沿应用【上篇】
发现生命的轨迹——化石中的碳元素分析 | 前沿应用
地底深处的生命探索——矿物中的化学反应分析 | 前沿应用【下篇】
瞪你一眼，就能“看透”你 | 用户动态
青岛能源所实现毫秒级单细胞拉曼分选，后液滴设计功不可没|前沿用户报道
表面增强共振拉曼光谱探究*在活性界面上的电子转移
新型荧光探针——细胞膜脂变化无所遁形!
复旦巧用增强拉曼“识”雾霾 | 前沿用户报道
1+1≥3，afm-raman 材料表征新技术！——附新相关论文
>>>>免责说明
horiba scientific公众号所发布内容（含图片）来源于文章原创作者提供或互联网转载，文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有。horiba scientific 发布及转载目的在于传递更多信息，以供读者阅读、自行参考及评述，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如果您认为本文存在侵权之处，请与我们取得联系，我们会及时进行处理。horiba scientific 力求数据严谨准确，如有任何失误失实，敬请读者不吝赐教批评指正。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。
>>>>
horiba科学仪器事业部
horiba scientific 致力于为科研及工业用户提供*的检测和分析工具及解决方案，如：光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等*检测技术，旗下jobin yvon光谱技术品牌创立于1819年，距今已有200年历史。
如今，horiba 的高品质科学仪器已经成为科研、各行业研发及质量控制的，之后我们也将持续专注科研领域，致力于为用户提供更好的服务。
现货德国FESTO电磁阀MFH-5-1/4-B的工作原理与选用要点
制药纯化水设备该怎么选择？
人禽流感病毒（AIV）ELISA检测试剂盒.
NIR近红外光谱仪的十个保养及压片小技巧
ES-Smart电力监控系统集成接线操作
上海交大开发新型探针：小至70nm 依然可实现*拉曼信号
永丰滤油机的安装介绍
压榨机工作原理
振动筛的筛网和筛子的筛孔形状介绍
钢丝铠装电缆：稳固可靠的电力传输利器
放心的无油螺杆空压机之家
XB-42法兰式泄爆阀之产品特性及应用
调温调湿恒温箱的维护保养
混床D201MB阴离子交换树脂上可溶性硅化物水解成硅酸造成污染
德国E+H电磁流量计的产品简介
Binder高低温交变试验箱的日常维护保养
ATP-食品荧光安全检测仪厂家
高值化加工原料受关注 乳制品渗透物粉应用前景广阔
高效易用，智能坚固——奥林巴斯新款在线光谱仪Vanta iX登场
油液监测主要目标
编辑：chen
导读：近日，上海交通大学叶坚教授团队开发了一种新型拉曼探针（p-gerts），尺寸仅为70nm左右，依然可实现拉曼信号的整体增强和成像速度的大幅提高，为突破sers生物成像发展瓶颈，实现快速超灵敏生物成像开辟新机。
sers生物成像技术的发展前景与瓶颈
得益于表面增强拉曼散射(sers)技术灵敏度高、分辨率高、稳定性好等优点及其“探针”所*的指纹图谱（高特异性）和超窄线宽（多指标检测）优势，sers技术在生物体内成像方面表现出广阔的前景，目前临床肿瘤的治疗手术中，利用拉曼成像检测肿瘤边缘和残留微小肿瘤就是重要应用之一。
然而，现有的sers成像速度远远落后于临床需要，通常需要几十分钟甚至几小时才能获得一个大范围的拉曼活体图像。其中影响sers成像速度的重要因素之一便是sers探针的整体拉曼信号不够强。
tips：sers探针的信号强度和成像速度很大程度上取决于探针电磁场热点区域（hot spots）的信号分子数量。常用增强信号强度的策略是通过控制探针的形貌，使其具有一些或者粗糙表面来形成电磁场热点区域；或者通过在金属纳米结构表面或内部引入纳米缝隙来有效地构建电磁场热点。但大多数都不能产生均匀且稳定的sers信号增强。
研究人员一般通过改变探针形貌来提高sers探针信号强度，但大多数都不能产生均匀且稳定的sers信号增强。而且这类探针尺寸相对较大，通常在100-200 nm之间，应用于生物成像领域，会降低探针在体内的血液循环时间，影响探针的体内分布情况和代谢动力学，不利于体内的靶向识别、成像和检测等应用的实现。
因此，如何获得尺寸较小、且可实现信号强度和成像速度大幅提高的探针，成为研究人员面临的重要课题。
新型探针突破sers生物成像发展瓶颈
近日，上海交通大学叶坚教授团队便开发出了这样一款强大探针——新型的、外壳为花瓣状结构的“多热点”缝隙增强拉曼探针（p-gerts），尺寸仅为70 nm左右，且同时实现了拉曼信号的整体增强和成像速度的大幅提高，为突破目前sers生物成像发展瓶颈，实现快速超灵敏生物成像开辟了新机。
叶坚教授团队采用将拉曼信号分子同时嵌入核壳颗粒内部和外部花瓣状结构之间的亚纳米缝隙这一方法制得探针，表征发现该探针能够大程度地提高单颗粒上报告分子的吸附量，实现*的拉曼信号。
此外，研究人员还可以通过调节内嵌的拉曼信号分子数量，来调节探针的形貌和sers性能；或通过改变外部拉曼信号分子的种类，获得多种信号探针以实现多重检测和成像。
实验结果验证
为了进一步验证p-gerts探针的信号强度和成像速度，研究人员对实验结果进行了进一步表征。
研究人员使用horibaxplora inv拉曼成像光谱仪和nanoraman系统对p-gerts探针的拉曼增强效果进行表征，发现：p-gerts拉曼信号增强因子高达5 × 109，相较于常见的拉曼探针提高了1-3个数量级，实现了*的拉曼信号。
结合horiba拉曼成像技术（duoscan成像模式和swift数据处理方式），研究人员进一步发现成像单点采集时间仅为0.7 ms /像素，成像速度大幅提升。在低至370 uw功率时6秒内就获得高分辨单细胞拉曼成像（2500个像素），52秒内获得高对比度大范围（3.2 × 2.8 cm2）的小鼠活体前哨淋巴结拉曼成像，表现出良好的信号均一性和光稳定性。
“多热点”缝隙增强拉曼探针结果图
a) 示意图；b) 单细胞透射电镜图；c) 明场图
d) 高分辨快速拉曼成像图 (50×50像素)
e) 高对比度大范围 (3.2×2.8cm2) 的小鼠活体前哨淋巴结拉曼成像
上海交通大学叶坚教授团队的这项研究结果表明：p-gerts作为超亮和超稳定的sers探针，为克服目前sers生物成像发展瓶颈，实现高速、高对比度超灵敏的细胞和生物组织成像提供了新机会。
文章作者&论文直达
文章作者：yuqing zhang, yuqing gu, jing he, benjamin d. thackray, jian ye*
题目&杂志：ultrabright gap-enhanced raman tagsfor high-speed bioimaging. nature communications, 2019, 10, 3509.
致谢：叶坚课题组提供论文
注：如果您对本报道的研究方法感兴趣，希望联系作者，或者想对本研究拉曼光谱测试方法一探究竟，欢迎点击“阅读原文”留言，我们的拉曼应用专家将乐于为您提供解答服务。
今日话题
表面增强拉曼散射(sers)技术应用广泛，那么具体应用有哪些呢？欢迎您分享科研过程中与sers技术相关的内容。
我们会在下次前沿应用专栏中分享给大家，本文发出后3个工作日内留言获赞多的读者我们还将送出星巴克咖啡券一份哦。☕
>>>>
点击查看更多往期精彩文章
拉曼与统计分析神助攻，复旦破译pm2.5重要成分 | 前沿用户报道
清华大学魏飞团队实现一步法制备纯度99.9999%半导体碳纳米管阵列
严峻环境下的自救——探寻端气候下的生命存续 | 前沿应用【上篇】
发现生命的轨迹——化石中的碳元素分析 | 前沿应用
地底深处的生命探索——矿物中的化学反应分析 | 前沿应用【下篇】
瞪你一眼，就能“看透”你 | 用户动态
青岛能源所实现毫秒级单细胞拉曼分选，后液滴设计功不可没|前沿用户报道
表面增强共振拉曼光谱探究*在活性界面上的电子转移
新型荧光探针——细胞膜脂变化无所遁形!
复旦巧用增强拉曼“识”雾霾 | 前沿用户报道
1+1≥3，afm-raman 材料表征新技术！——附新相关论文
>>>>免责说明
horiba scientific公众号所发布内容（含图片）来源于文章原创作者提供或互联网转载，文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有。horiba scientific 发布及转载目的在于传递更多信息，以供读者阅读、自行参考及评述，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如果您认为本文存在侵权之处，请与我们取得联系，我们会及时进行处理。horiba scientific 力求数据严谨准确，如有任何失误失实，敬请读者不吝赐教批评指正。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。
>>>>
horiba科学仪器事业部
horiba scientific 致力于为科研及工业用户提供*的检测和分析工具及解决方案，如：光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等*检测技术，旗下jobin yvon光谱技术品牌创立于1819年，距今已有200年历史。
如今，horiba 的高品质科学仪器已经成为科研、各行业研发及质量控制的，之后我们也将持续专注科研领域，致力于为用户提供更好的服务。
现货德国FESTO电磁阀MFH-5-1/4-B的工作原理与选用要点
制药纯化水设备该怎么选择？
人禽流感病毒（AIV）ELISA检测试剂盒.
NIR近红外光谱仪的十个保养及压片小技巧
ES-Smart电力监控系统集成接线操作
上海交大开发新型探针：小至70nm 依然可实现*拉曼信号
永丰滤油机的安装介绍
压榨机工作原理
振动筛的筛网和筛子的筛孔形状介绍
钢丝铠装电缆：稳固可靠的电力传输利器
放心的无油螺杆空压机之家
XB-42法兰式泄爆阀之产品特性及应用
调温调湿恒温箱的维护保养
混床D201MB阴离子交换树脂上可溶性硅化物水解成硅酸造成污染
德国E+H电磁流量计的产品简介
Binder高低温交变试验箱的日常维护保养
ATP-食品荧光安全检测仪厂家
高值化加工原料受关注 乳制品渗透物粉应用前景广阔
高效易用，智能坚固——奥林巴斯新款在线光谱仪Vanta iX登场
油液监测主要目标