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基于偶氮增强拉曼散射的细胞动态成像与多肽高通量筛选

拉曼散射光谱提供了丰富的化学键振动信息，被广泛用于生物传感与细胞成像，但是它的灵敏度较低，很难实现低功率激发的活细胞高分辨快速动态成像。我们基于偶氮增强拉曼散射的原理，结合线扫描自发拉曼成像系统的开发，突破了细胞经典拉曼探针位于静默区的限制，采用低功率激光（75 μW/μm2）对活细胞多个细胞器进行高分辨（270 nm分辨率）快速动态（3.5 s/frame）全谱（500 - 3200 cm-1）拉曼成像。进一步，我们借助偶氮苯异构化过程的非辐射跃迁，匹配拉曼散射与荧光发射的信号水平，结合拉曼信号的内标功能，通过荧光对胞内粘度的灵敏响应，实现了活细胞多个细胞器粘度分布的高分辨动态拉曼成像。 此外，拉曼编码是高通量筛选领域的前沿研究方向。目前报道的编码方法多着力于提高编码容量，而这类高容量编码在合成与检测的反应条件下易失去稳定性，导致高通量输入的同时无法高通量输出。我们通过偶氮增强拉曼散射提高特征峰的灵敏度，结合其波长、强度等多维信号，获得超容量编码；并验证了正交组合的拉曼编码策略，实现了多肽组合文库编码信号、合成与功能的三维正交性。我们获得了1000种编码多肽的组合库，并从~12,000个编码树脂珠中，快速解码了与肿瘤细胞结合力各异的所有63个阳性珠，发现了这些多肽序列结构的共性和差异。这种正交组合拉曼编码未来可结合自动化成像、程序光谱采集与标准码比对等仪器智能化开发，实现化合物固相组合库的高通量筛选，为药物发现、临床诊断提供“高通量输入、高通量输出”的理想解决方案。

24 2024-07-26

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