【上篇】在线讲座问题集锦，看看林俐博士的回答

光谱技术在生物医学中的应用。讲座中林俐博士和遇聪先生向大家分享了他们的科研经验和研究进展，提问环节大家也积极响应，想知道大家提了哪些问题吗？以下是林俐博士的问答集锦：

应用

1、TERS和SERS拉曼区别                                                        

首先它们都是增强型的拉曼，也都是通过金属等离基元结构来增强，但TERS其实需要探针。

2、SERS离实际临床检测应用还有多远？                                

其实临床应用是很复杂的，我们知道新药上市也是要做临床一期二期三期的测试，现在就我所知的金纳米颗粒已经由FDA批准能够上临床测试，但是SERS纳米颗粒和普通的纳米颗粒相比又多了更多的分子修饰和表面包裹结构，要得到上临床的批准还是有距离的，主要是要经过生物体安全性和毒性的测试。

3、测试 用的是高频还是低频                                                     

200-2000波数

4、用的horiba哪个成像体系可以这么快？                               

Duoscan

5、第25页说的快速拉曼扫描模式，是什么scan？                  

Duoscan

6、19年贵组的NC大面积细胞快速成像的效果如何？              

这个问题可以参阅文献Ultrabright gap-enhanced Raman tags for high-speed bioimaging

7、激光拉曼光谱仪可以实现生物标记物的检测吗？               

可以

8、SERS可以用于海洋毒物的检测吗？                                   

要看具体的应用场景，理论上你可以直接用无标记的SERS检测方法

9、SERS可以准确定位未知肿瘤的位置吗？                             

纳米颗粒表面修饰了蛋白以后在小鼠体内循环，最 终定位到肿瘤位置，这听起来简单但确实是复杂的过程。研究统计表明最 终只有0.7%左右的纳米颗粒会定位到肿瘤的位置，其他绝大部分的纳米颗粒都会被免疫系统，包括内置网状结构吞掉。所以准确定位未知肿瘤可以实现，只是现在在临床上没有那么容易。现在做的大部分都是实验室层面的研究，对于肿瘤的位置都有预先的了解。

10、SERS将来可以用于皮肤疾病的定位和治疗比如黑色素瘤之类的吗?

很好的问题，理论上完全可以实现的，我们也希望未来尝试更多的应用。

11、拉曼与荧光联用，荧光与是否会对拉曼型信号产生影响？  

基本不会影响，可以通过光谱处理将两者分开

12、纳米颗粒的生物安全性和靶向性有保障吗？                      

取决于材料,一搬金纳米颗粒的生物安全性还是不错的。

13、SERS商业化前景如何？探针制备还是挺繁琐的。             

我们认为商业化前景是比较明朗的。

14、GERTS成像技术在解决临床应用的哪些问题会有较大优势？

（小面积的）定位和检测应该是比较有优势的。

15、GERTS中有化学增强，如何说明在拉曼增强中含有化学增强作用呢？

我们通过理论和实验对比的不同，认为金属核壳之间可能存在导电分子层介导的电荷转移现象（ACS Nano 2018, 12, 7, 6492-6503），从而带来化学增强。

16、需要特殊的拉曼吗?                                                          

我们是用的共聚焦拉曼光谱仪（大拉曼），手持式拉曼光谱仪也是可以的。

17、氧化硅纳米颗粒可以应用在拉曼测试吗？做拉曼探针分子。

不可以，它虽然有自己的特征拉曼信号，但是拉曼的散射截面不是特别强，所以拉曼信号不是特别强并不适合做拉曼探针分子。

18、探针生物体应用，有生物相容性问题吗？如有，现在有什么解决办法？

采用生物相容性好的分子做表面修饰,通常会用PEG。

19、肿瘤活体检查时 ， 激光可以穿透深度呢？只能用于表面组织成像吗？

对，表面组织成像的穿透性是所有光学成像的通病，穿透性并不高，这是因为光学信号在

20、信号分子最 远距离金属表面多远时可以被增强？必须是显微级别的吗？

这个问题问得好，这是一个定量分析问题，当分子在金属表面逐渐远离的时候，增强 效果呈指数级的下降。距离和颗粒的尺寸有关，比如颗粒尺寸的直径是20nm，当分子离金属表面10nm以上时增强 效果就非常弱了，所以最 好是信号分子直接吸附在金属表面。

理论

1、GERS激光可以穿透外壳吗检测到内标信号吗？                  

可以，外壳不太厚，20-30nm是可以接受的。

2、GERTS与抗体连接，选择连接剂的标准是什么?                  

连接剂指的是GERTS和抗体之间的吗？如果抗体可以直接连接在GERTS上，特定的基团比如羧基、氨基这些蛋白上通常都有的基团是可以直接连在一起的，如果没有的话可以再额外连比如说peg，一端带有巯基，一端带有羧基或者氨基可以作为连接剂。

3、一般gerts探针分子浓度是多大呢？                                     

每个探针颗粒中内嵌的拉曼分子的个数可以估算，7000左右。

4、为什么表面粗糙的GERTs能够提高信号响应？探针分子在中间层，并未直接和最外层接触。                             

外表面的粗糙度还是会影响中间缝隙的电场强度，有文献报道过类似的模拟和实验工作：small 2016, DOI: 10.1002/smll.201600289。其次，我们发现这个和GERTs的外壳生长过程有关，其实外壳不是单一的一片金属，它是一团一团的，先在金属内核上各自成核，最 后连接成一片；成核点越多，最 终外表面越粗糙，意味这金属核壳之间的bridge结构越多：NATURE COMMUNICATIONS | (2019) 10:3905。

5、这个GETS进入到体内对人体有没有害？                             

没有在临床做过。

6、最 佳激发波长与颗粒的LSPR峰不一致是所有GERTs都这样吗？如何理解这种现象？

我不知道是不是所有GERTS都这样，刚才介绍的是我们课题组基于我们自己做的球形核壳结构GERTS，并且是金的内核外壳。这一现象我们认为是因为缝隙里有很强的化学增强 效应，并不需要有电场增强，所以对激发波长的依赖性没有那么强。我们课题组合成的Au@Au和Au@Ag的GERTs中目前都观察到这种非共振现象。我们认为金属核壳之间可能存在导电分子层介导的电荷转移现象（ACS Nano 2018, 12, 7, 6492-6503），从而带来化学增强。

7、老师，请问您是如何把antibody修饰到GERTs表面的？       

比如可以使用SH-PEG-COOH。

8、表面蛋白对拉曼信号会有干扰吗？                                       

基本没有

9、刚才一直在想穿透深度的问题，看来小鼠卵巢的拉曼是开腹后的？

是

10、可以理解为探针是和蛋白特异性结合吗，进而活体靶标蛋白的位置吗？

对

11、拉曼基线漂移过高怎么解决?                                             

• 可能是荧光背景

• 是否CCD温度过高

12、老师，2000以下不是低波数吧，低波数应该在50以下吧？ 

我不知道如何界定，通常不会称呼高低波数，一般在200-2000的范围中做检测，大部分生物医学都是这个波段。

13、可以用核酸片段进行标记和定位吗？                               

理论上都可以。

14、您好，请问一下细胞内的探针是如何代谢的呢?             

跟其他纳米颗粒一样，跟在细胞中的摄入、转运、蓄积、外排过程有关。

15、请问老师，探针在体内使用时，经由什么途径代谢？    

这是所有纳米颗粒都会遇到的问题，这个问题比较复杂，可能大部分是由肝脾代谢出去，能不能百分百代谢还不是很清楚。会被肝脾摄取。

16、请问老师，除了磁珠分离如何清洗没结合到细胞的探针？

反复冲洗和更换贴壁细胞的培养基可以改善。

17、能否解释下您所说的不需要共振也能检测到很强的拉曼信号？

是的，因为核壳之间有一定的化学增强 效应。

18、请问一下，有毒性检测的结果么？                                     

有

19、小老鼠在线切除癌组织，边缘的成像分辨率很重要，那个400个点的步长是多少呢？

1um

20、有关拉曼与荧光多模态成像的那页PPT，两种技术是互补还是互相佐证？

这个应该是互相佐证，参阅文献Pal S, et al. Nature Communications 2019, 10, 1926.

21、有没有快速的寻找不竞争吸附或置换的内标分子的方法？

通常Gerts一个探针就吸附一种分子，所以并没有竞争吸附的问题。

22、这种材料可以购买吗?                                                       

暂时还没有开放购买，如果您实验室感兴趣其实可以以科研合作的形式来进行，可以和我们的实验室联系。

23、直接吸附的拉曼信号分子在进入生物体内还没能检测到吗?不会与基底材料分开吗?

不会，分子包埋在颗粒里面。

24、中间内标分子的信号稳定吗，会随着外部待测探针分子浓度的变化而变化吗？

稳定