荧光-SERS双模式活细胞内多重microRNAs同时成像和定量检测

The simultaneous imaging and quantification of multiple intracellular microRNAs (miRNAs) are particularly desirable for the early diagnosis of cancers. In this project, we will prepare dual-mode multiple-color nanoprobe using the fluorescence-Raman signal switch. Combing DNA competitive complement and structure switching, the probe performs the function of molecular switch for dual-mode. A novel fluorescence-SERS complementary imaging method will be designed for simultaneous visualization and quantitative of multiple miRNAs in living cells. The reported dual-spectrum imaging method promises to offer a new strategy for the intracellular imaging and detection of multiple biomolecules, which would provide new detection method and technology for early diagnosis of major deseases.

本项目以肿瘤细胞中多种microRNAs（miRNAs）为研究对象，研制荧光-SERS双模式多色光学探针，结合DNA竞争互补和结构互变原理，执行双模式切换分子开关功能，建立荧光-SERS双模式成像和检测新方法。利用多色探针的多重信号的高灵敏响应，实现活细胞内多种miRNAs同时成像和浓度变化的精确检测。该项目结合双光谱成像探针的多信号响应同时获取能力，建立活细胞内多分子事件的快速并行检测新平台，为重大疾病的早期诊断和治疗提供新方法和新技术。

本项目以肿瘤细胞中多种microRNAs（miRNAs）为研究对象，将表面增强拉曼散射、荧光光学技术与金纳米粒子相结合，结合DNA竞争互补和结构互变原理，研制了一系列荧光-SERS双模式多色光学探针，例如三螺旋结构双信标闪烁探针、比例式跷跷板拉曼探针和智能双星比率探针等。实现了探针的原位示踪和活细胞内miRNA、端粒酶等生物活性分子的双光谱实时成像。并且利用SERS比率信号对均相溶液和细胞内miRNA进行定量检测。实现了活细胞内microRNA（miRNA）和端粒酶的准确检测与双光谱成像；该策略为活体和活细胞中低水平生物标志物的高灵敏检测和成像分析提供了一个简单有效的传感平台。在此基础上， 设计了一种多功能双模式DNA机器人增强诊疗探针（DDR探针）。结合靶引发立足点链置换反应（TSDR），形成独特的3D纳米等离子体结构，产生SERS热点效应，增强SERS信号，实现对细胞内的miR-21的灵敏、高效的检测。同时，释放药物和靶向抑制的核酸分子，实现荧光成像指导的化学-基因增强靶向治疗，通过启动多种抗肿瘤机制实现显著的肿瘤抑制作用。