單細胞內(nèi)活性物質(zhì)的準確檢測對揭示其在生命活動中的重要作用

單細胞內(nèi)活性物質(zhì)的準確檢測對揭示其在生命活動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，使其在單細胞的檢測中備受青睞。

目前，常用的熒光單細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胞檢測時通常需要被動擴散進入細胞，檢測過程中納米材料易出現(xiàn)漂移，不利于單細胞特定部位長時間觀測。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定位于細胞特定部位，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，使其成為單細胞內(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胞內(nèi)次氯酸為檢測目標，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胞內(nèi)，實現(xiàn)了用單根硅納米線熒光傳感器對單細胞中內(nèi)源性次氯酸的檢測。研究者首先利用化學氣相沉積法和化學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RAW264.7細胞中，實現(xiàn)了單細胞中內(nèi)源性次氯酸的檢測。該工作為單細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。