近日，金沙娱乐城 黄又举教授在利用等离激元纳米颗粒单层膜修饰的纳米毛细管进行单细胞氧化还原代谢原位监测取得新进展。相关研究成果以“Plasmonic Nanoparticle Monolayer-Decorated Nanopipette Enabling in Situ Monitoring of Single-Cell Redox Metabolism”为题发表在Angewandte Chemie International Edition (Q1, IF=16.7), DOI: 10.1002/anie.202502129。

氧化还原代谢的监测对于理解细胞生理和病理过程具有至关重要的意义。细胞通过氧化还原反应维持其正常的生理功能，如细胞周期调控、细胞凋亡以及免疫应答等。然而，当氧化还原代谢失衡时，细胞可能会出现异常，进而引发心血管疾病、肝脏损伤、癌症等多种疾病。传统的群体细胞分析方法只能提供平均化的结果，掩盖了个体之间的差异。而单细胞分析技术能够深入到单个细胞的水平，揭示细胞之间的异质性，为理解细胞行为、细胞间相互作用以及疾病发生发展的机制提供更为精准和全面的信息。因此，深入探究单细胞氧化还原代谢的变化，不仅有助于揭示细胞异质性，还能为预测细胞命运决策和疾病进展提供关键信息。SERS纳米毛细管是一种很有前途的单细胞分析工具。

然而，由于纳米尖端的尺寸和高曲率变化带来的技术难点，传统纳米毛细管修饰方法存在诸多问题，如静电组装法，难以实现可控的纳米颗粒组装，导致修饰效率低下、信号重复性差等问题。针对上述挑战，研究人员通过将金纳米颗粒单层膜共形无损转移到纳米毛细管表面，并修饰氧化还原响应探针，实现了对单细胞氧化还原代谢的高灵敏度和高重现性监测。

  基于此，研究人员通过将金纳米颗粒单层膜共形无损转移到纳米毛细管表面，并修饰氧化还原响应探针，实现了对单细胞氧化还原代谢的高灵敏度和高重现性监测（图1）。与传统方法相比，这种设计能够提供更窄的纳米间隙和更丰富的热点分布，从而显著提高了SERS检测的灵敏度。同时，该方法还具备快速修饰（约5 min）、高重现性（RSD仅为7.5%）等优势（图2）。得益于探针的氧化还原可逆响应性和SERS活性纳米毛细管的优异检测性能，该方法可同时检测六种氧化还原分子，包括谷胱甘肽、半胱氨酸、抗坏血酸、羟基自由基、次氯酸和过氧化氢，且检测限满足单细胞分析需求。

图1 等离激元纳米颗粒单层膜修饰流程和单细胞监测示意图

图2 本方法与传统方法纳米颗粒修饰纳米毛细管的效果对比

杭州师范大学-中南大学联合培养博士后江蕾博士、华东理工大学博士研究生赵梦琪为该论文的共同第一作者，金沙娱乐城-官方娱乐平台导航与热门游戏推荐平台 黄又举教授和华东理工大学李大伟教授为该论文的共同通讯作者，杭州师范大学为第一完成单位。该研究工作得到了浙江省“尖兵”、“领雁”项目、国家自然科学基金项目等项目的资助。