SERS纳米探针用于检测活细胞中内源性NO(2)

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1.2 活性氧自由基对人体的危害

生物体内活性氧自由基是破坏人体健康的主要基团，正常情况下，自由基可以起到免疫和传递信号的功能。但是，如果自由基一旦过量或者参与许多疾病的病理过程，就会危害到人体的健康，诱发如心血管疾病、癌症、老年白内障、黄斑变性、炎症、老年痴呆症等疾病。大量研究表明，活性氧自由基与生命中的许多重要反应都密切相关，在抗菌、消炎、生命衰老、抑制肿瘤等许多方面都具有重要意义。

1.3 NO的性质

NO在包括从植物到动物的生物系统中，都是非常重要的信号分子。大量研究表明，NO涉及到人体内病理过程中的很大范围[1,2]，包括高血压[3]、动脉硬化[4]、中风[5]、糖尿病[6]、炎症性疾病[7]、类风湿性关节炎[8]等等。但是，对NO超复杂功能的详细认识，还存在着巨大的挑战[9,10]。

1.4 NO目前的监测方法

目前，大量的分析方法已经被用来说明NO在病理学中的作用[11]，包括比色法[12]、电化学法[13,14]、质谱法[15]、荧光法[16-19]、化学发光法(CL)、分光光度法和电子顺磁波谱法(EPR)。但是，这些方法大多数不适合直接检测活细胞中的内源性NO。化学发光法(CL)具有较高的灵敏度，但是只能用于检测液相中的NO。分光光度法选择性较差。虽然电化学法具有很高的灵敏度，但选择性也不强。电子顺磁波谱法(EPR)检测的线性范围窄且设备昂贵。荧光法虽然能在线检测活细胞，但是其易受光漂白和光毒性的影响[20]。质谱法显示出较高的重现性和较好的灵敏度，但是能否真正准确的测出目标细胞中NO的含量目前还不是很清楚。来!自~751论-文|网www.751com.cn

1.5 表面增强拉曼光谱

表面增强拉曼光谱（Surface Enhanced Raman Spectroscopy， SERS）是一种强振动光谱学仪器，即使是单分子水平的物质，它也可以迅速地显示分析物的分子结构特征[21,22]。另外，相比于荧光仪器，SERS具有不易导致光漂白，并能提供指纹信息等重要的优势。因为这些区别性的特征，SERS已经被广泛地运用于感知生物学分子比如核苷酸，监视反应过程比如催化加氢反应[23,24]。这些成就显示出了SERS的卓越前景，包括检测生物系统中的反应和产生检测生物微粒的分析方法[25-27]。但是，据我们所知，对细胞内NO迅速、灵敏且具有选择性检测的SERS探针还没有报道出来。

受邻苯二胺(OPD)和NO在O2存在下生成苯并三唑(BTA)的特殊反应的启迪[16,19,28]，我们制备了一个新型的SERS探针。通过在金纳米颗粒表面修饰OPD (AuNPs/OPD)构建新型的SERS探针，可以用来检测活细胞中内源性的NO (图1-1)。当NO被引入，存在于金纳米颗粒表面上的OPD分子的二元胺基团在O2的存在下变成苯三唑基团，导致了纳米探针中SERS的变化。因此，我们可以根据SERS光谱的变化，来检测NO的存在。另外，AuNPs/OPD可以对生理学环境下的NO做出迅速、灵敏并且具有选择性的反应。因此，使这个新型SERS探针具有足够的能力，来对活细胞中的内源性NO进行在线检测。