中文摘要：

植物激素的活体、原位检测是研究其在植物组织和细胞中的生理作用及调控机制的关键。高灵敏、高选择性和无水干扰的表面增强拉曼光谱分析技术可望为其提供一种新的研究手段。本项目拟将贵金属及其核壳结构纳米粒子作为表面增强基底，以带巯基或异硫氰基团的染料为信号分子，采用植物激素的单克隆抗体等生物抗体为靶向功能分子，通过多精氨酸胜肽的介导，研制出能穿透植物细胞壁的活细胞SERS探针。进而选取拟南芥根生长素为研究对象，使用该探针和共聚焦显微拉曼成像技术，直接获取单个细胞或根尖活体中生长素的实时分布信息；根据不同信号分子的光谱"指纹"信息，实现生长素及其输出/输入载体等多种蛋白的同时标记成像。藉此精确分辨出特定发育阶段或特定区域细胞生长素及其运输载体的真实动态信息，并开发出活体、实时、灵敏、动态和特异的植物活细胞SERS 探针新技术，为植物激素的生理作用及调控机制等研究提供强有力的研究手段。

结论摘要：

本项目主要以贵金属纳米粒子及相关的核壳结构纳米（复合）粒子作为表面增强基底和探针母体，以生物抗体和信号肽分子作为靶向功能分子，研制出能穿透哺乳细胞膜、核膜以及植物细胞壁的活细胞SERS探针，实现至少两种亚细胞结构和多分子目标的靶向成像以及植物切片和活体检测，为探索植物激素的生理作用及调控机制等研究提供强有力的研究手段；其二，以β-胡萝卜素为共振增强拉曼信号分子，以介孔纳米材料SBA-15为载体，通过物理/化学吸附作用制备出新型的共振增强拉曼探针，同样实现了活细胞的细胞膜靶向检测；其三，通过目标物诱导来可控调节贵金属纳米粒子的聚焦状态，从而改变生物（模拟）体系的光学性质的变化（包括SPR或SERS信号等），藉此来实现一系列生物分子及金属离子等目标物的高选择性和高灵敏检测。其四，设计制备了一系列不同组成、形状和尺寸的贵金属纳米粒子及其复合纳米材料，以其作为SERS增强基底，直接检测有机小分子、生物大分子及微生物细胞；其五，完成了口腔黏膜组织与细胞、胃癌组织、胚胎培养基、血小板等生物组织和细胞自身拉曼散射性质的研究。此外，在国际交流与合作上，项目主持人沈爱国副教授先后出访德国、波兰、泰国等国家开展国际合作和交流和参加学术会议，并作重要学术报告。在研究生培养上，共计培养博士研究生和硕士研究生近30名。受本项目资助，相关研究工作成果已有32篇SCI源刊论文发表在Scientific Reports (1)、Analytical Chemistry (1)、Chemical Communications (3)、Chemistry-A European Journal (1)、Journal of Materials Chemistry (2)、Biosensors and Bioelectronics (5)、Laser Physics Letters (5)等高影响因子刊物上。