Optimization of the gold particles for imaging single cells using SERS.

Celem pracy była optymalizacja nanocząstek złota do badania SERS pojedynczych komórek. W części doświadczalnej zoptymalizowano nanocząstki koloidów złota o trzech rozmiarach: 16, 24 i 41 nm w celu ustalenia intensywności sygnału SERS w zależności od rozmiaru nanocząstki oraz stabilności nanocząstek dla sześciu reporterów ramanowskich: rodaminy 6G, rodaminy B, fioletu krystalicznego, zieleni malachitowej, różu bengalskiego, błękitu trypanowego. Zbadano dystrybucję barwników w komórkach na podstawie mapowania SERS makrofagów wykorzystując metodę analizy skupień k-średnich oraz zanalizowano informację biologiczną dostarczoną dzięki pomiarom SERS makrofagów.Maksimum absorpcji badanych koloidów zawierało się w zakresie 517-531 nm. Koloidy charakteryzowały się różnym wzmocnieniem sygnału SERS, najlepsze wzmocnienie uzyskano dla koloidu 41 nm. Spośród użytych barwników najlepszym reporterem okazała się rodamina 6G. Inkubacja komórek przez 12 h zapewniła wprowadzenie nanocząstek złota z reporterami do wnętrza komórki i pozwoliła na zidentyfikowanie wielu biomolekuł obecnych w komórkach. Najintensywniejsze pasma uzyskano od aminokwasów, białek oraz lipidów. Wszystkie związki dające sygnał ramanowski znajdowały się w cytoplazmie badanych komórek. Analiza biologii komórki była stosunkowo powtarzalna dla rodaminy 6G, informacje uzyskiwane dla pozostałych barwników były raczej przypadkowe.

The purpose of this study was to optimize the gold nanoparticles for SERS studies of single cells. In the experimental part were optimized nanoparticles of gold colloids for three sizes: 16, 24 and 41 nm in order to determine the SERS signal intensity depending on the size and stability of the nanoparticles for six Raman reporters: rhodamine 6G, rhodamine B, crystal violet, malachite green, rose bengal and trypan blue. It was examined the distribution of pigments in cells from macrophages SERS mapping using the method of cluster analysis and k-means were analyzed biological information provided by SERS measurements macrophages. It was examined the distribution of pigments in cells from macrophages SERS mapping using the method of cluster analysis and it was analyzed biological information provided by SERS measurements macrophages. The absorption maximum of colloids contained in the range of 517-531 nm. Colloids exhibited different SERS signal gain, the best amplification was obtained for the 41 nm colloid. Among the used dyes the best reporter was rhodamine 6G. Incubation of cells for 12 h ensured that the gold nanoparticles with reporters were into the cell and allowed to identify several biomolecular present in the cells. The most intense bands were obtained from amino acids, proteins, and lipids. All compounds were present in the cytoplasm of treated cells. Analysis of cell biology was relatively reproducible for rhodamine 6G, the information obtained for the other reporters were rather random.