可精准监测细胞pH值动态的新型SERS探针

细胞内pH值是细胞生理活动的重要调节因素，是研究细胞功能的重要参数。荧光探针是目前检测细胞内pH值的有效手段。但荧光探针存在荧光强度小、激发光谱窄、易于被光漂白等缺点，于是，表面增强拉曼散射(SERS)探针在细胞内pH值检测、细胞成像和细胞内多组分探测中得到应用。

南开大学刘定斌教授等人报道了一种由普鲁士蓝(PB)笼化的、对pH响应的表面增强拉曼散射(SERS)探针，可实现活细胞中的动态pH值的定量检测和精确分析。

普鲁士蓝具有优良的电化学可逆性、稳定性，在电化学、电子学领域应用广泛。普鲁士蓝材料包覆于基材上不仅能够改善其团聚，而且会形成有吸引力的颜色。研究中使用的普鲁士蓝外壳具有亚纳米级的多孔结构，仅能允许非常小的生物物种(如H⁺或OH^-等)自由通过并与包裹的pH响应型SERS探针发生反应，同时抵御其他生物大分子的进入。此外，普鲁士蓝外壳中的腈（C≡N）在细胞拉曼沉默区域会显示一条清晰波段，该波段可作为无背景内标物，用于准确分析细胞内探针的分布。

研究人员通过实验将制备的探针应用于监测因不同刺激引起的细胞自噬过程中动态pH的变化，结果证明，该探针能够可靠的监测多种复杂生物样品中微妙的pH变化情况，其检测线性无与伦比（R2> 0.999）。

这种由普鲁士蓝(PB)笼化的、对pH响应的表面增强拉曼散射(SERS)探针，提供了一种快速、准确、动态无损伤观测细胞内pH值的工具，对于深入研究细胞代谢与胞内pH值关系以及相关作用机制有重要意义。

参考文献：Yingna Bi. et al. Reliable Quantification of pH Variation in Live Cells Using Prussian Blue-Caged Surface-Enhanced Raman Scattering Probes. Analytical Chemistry. 2020.DOI: 10.1021/acs.analchem.0c00714