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Biomolecular environment, quantification, and intracellular interaction of multifunctional magnetic SERS nanoprobes

  • Multifunctional composite nanoprobes consisting of iron oxide nanoparticles linked to silver and gold nanoparticles, Ag–Magnetite and Au–Magnetite, respectively, were introduced by endocytic uptake into cultured fibroblast cells. The cells containing the non-toxic nanoprobes were shown to be displaceable in an external magnetic field and can be manipulated in microfluidic channels. The distribution of the composite nanostructures that are contained in the endosomal system is discussed on the basis of surfaceenhanced Raman scattering (SERS) mapping, quantitative laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) micromapping, and cryo soft X-ray tomography (cryo soft-XRT). Cryo soft-XRT of intact, vitrified cells reveals that the composite nanoprobes form intra-endosomal aggregates. The nanoprobes provide SERS signals from the biomolecular composition of their surface in the endosomal environment. The SERS data indicate the high stability of the nanoprobes and ofMultifunctional composite nanoprobes consisting of iron oxide nanoparticles linked to silver and gold nanoparticles, Ag–Magnetite and Au–Magnetite, respectively, were introduced by endocytic uptake into cultured fibroblast cells. The cells containing the non-toxic nanoprobes were shown to be displaceable in an external magnetic field and can be manipulated in microfluidic channels. The distribution of the composite nanostructures that are contained in the endosomal system is discussed on the basis of surfaceenhanced Raman scattering (SERS) mapping, quantitative laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) micromapping, and cryo soft X-ray tomography (cryo soft-XRT). Cryo soft-XRT of intact, vitrified cells reveals that the composite nanoprobes form intra-endosomal aggregates. The nanoprobes provide SERS signals from the biomolecular composition of their surface in the endosomal environment. The SERS data indicate the high stability of the nanoprobes and of their plasmonic properties in the harsh environment of endosomes and lysosomes. The spectra point at the molecular composition at the surface of the Ag–Magnetite and Au–Magnetite nanostructures that is very similar to that of other Composite structures, but different from the composition of pure silver and gold SERS nanoprobes used for intracellular investigations. As shown by the LA-ICP-MS data, the uptake efficiency of the magnetite composites is approximately two to three times higher than that of the pure gold and silver nanoparticles.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:T. Büchner, D. Drescher, V. Merk, Heike Traub, P. Guttmann, St. Werner, Norbert JakubowskiORCiD, G. Schneider, J. Kneipp
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Analyst
Jahr der Erstveröffentlichung:2016
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Royal Society of Chemistry
Verlagsort:Cambridge, UK
Jahrgang/Band:141
Ausgabe/Heft:17
Erste Seite:5096
Letzte Seite:5106
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Freie Schlagwörter:Cell; LA-ICP-MS; Nanoparticles; SERS; X-ray tomography
DOI:10.1039/c6an00890a
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-371811
ISSN:0003-2654
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - Namensnennung
Datum der Freischaltung:23.08.2016
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:30.09.2016
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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