Исследовательская статья
В этом исследовании на крысах представлена активная микроигла с эффектом редокс-чувствительного к поверхности с усиленным раманским рассеянием (SERS) для одновременного вмешательства в акупунктуру и рациометрического отслеживания индексов SERS, связанных с локальной окислительной способностью и редокс-потенциалом у крыс с нарушенной толерантностью к глюкозе.
Нарушение толерантности к глюкозе (IGT) связано с нарушением окислительно-окислительного гомеостаза и повышенным окислительным стрессом, однако динамическое отслеживание in vivo изменений, связанных с редокс-окислением во время вмешательства с акупунктурой, остаётся технически сложным. В этом исследовании была разработана активная микроигла с усиленным поверхностным рассеянием (SERS) для одновременного вмешательства в акупунктуру и относительного рациометрического отслеживания индексов SERS, связанных с окислительной ёмкостью (OC) и редокс-потенциалом (RP), у крыс с IGT. Окислительно- и окислительно-чувствительные SERS-зонды были подготовлены путём функционализации золотых нанооболочек (GNS) с p-фениледиамином (p-PDA) для реактивности на OC и антрахинона для реакции на RP соответственно. Зонды загружались в две травленные канавки на иглоукалывающих иглах для создания активных микроигл с SERS. В этом исследовательском исследовании использовались самцы Спрага–Доули без специфических патогенов. Три крысы выступали в качестве нормальной контрольной группы, а 20 крыс получали пищу с высоким содержанием жиров и вводили стрептозотоцин (STZ) для индуцирования ИГТ. После скрининга 18 подходящих крыс с IGT были разделены на группы с высоким содержанием жиров и нормальной диеты, по 9 крыс в каждой диете. Каждая диетическая группа дополнительно делилась на подгруппы с акупунктурным точечным скручиванием, скручиванием без акупунктурного участка и с прямым вставлением акупунктурной точки, по 3 крысы в каждой подгруппе. Иглообработка проводилась дважды в день в течение 7 дней подряд, при этом были зафиксированы показатели глюкозы натощак (FPG), 2 часа после обедения (2hPG), а также OC- и RP-связанные SERS-индексы. Результаты показали, что иглоукалывание в точках акупунктуры с скручиванием связано с более низкими значениями FPG и 2hPG, а также изменёнными OC- и RP-связанными SERS-индексами в этой модели крыс IGT. Поскольку внешние калибровочные кривые, независимые биохимические окислительно-стрессовые анализы, тесты на выщелачивание зондов и анализы биосовместимости не включались, отношения SERS следует интерпретировать как относительные оптические индексы, связанные с редокслированием, а не как абсолютные биохимические концентрации или абсолютные значения редокс-потенциала. Эти результаты подтверждают возможность использования микроигл с активным SERS как исследовательской доклинической платформы для сочетания акупунктурного вмешательства с локальным ратиометрическим отслеживанием SERS у крыс с IGT.
Нарушение толерантности к глюкозе (IGT), снижение способности организма переносить глюкозу, представляет собой переходную стадию между нормальным уровнем глюкозы в крови идиабетической 1. Таким образом, IGT является ключевым сигналом раннего предупреждения и обратимым этапом развития сахарногодиабета 2 типа. Клинические данные показывают, что примерно 30% населения с ИГТ перейдут в диабет 2 типа в течение 5–10лет 3; однако при своевременном вмешательстве этот процент можно снизить до менее чем 10%4.
ИГТ — динамический и сложный процесс, и устойчивая среда с высоким уровнем глюкозы является ключевым триггером для нарушений окислительногометаболизма 5. Когда организм находится в длительном состоянии гипергликемии, митохондриальная дыхательная цепь функционирует аномально, и скорость генерации реактивных видов кислорода увеличивается на 30–50%, что напрямую усиливает окислительную силуорганизма 6; Одновременно высокий уровень сахара подавляет активность ключевых ферментов, таких как глутатионредуктаза, препятствуя антиоксидантной системе своевременно удалять избыточные реактивные кислородные вещества и дополнительно нарушая баланс окисления и восстановления. Кроме того, ИГТ сопровождается патологическими изменениями, включая инсулинорезистентность и лёгкое нарушение функции β-клеток, что приводит к формированию различных биологических и биохимическихреакций 7,8. Вместе с развитием редокс-состояния эти изменения ещё больше усугубляют нарушения метаболизма глюкозы и повышают потенциальный риск осложнений диабета, включая ретинопатию, нефропатию и сердечно-сосудистыезаболевания 9,10. Поэтому мониторинг окислительной емкости (OC) и редокс-потенциала (RP) у отдельных лиц или животных моделей с IGT должен улучшить наше понимание механизмов, лежащих в основе разработки IGT, и направлять разработку целенаправленных терапевтических стратегий.
Акупунктура имеет историю более 3000 лет и демонстрирует хорошую клиническую эффективность при лечении многих заболеваний11. Кроме того, многочисленные экспериментальные исследования на животных показали, что акупунктура оказывает положительное влияние на регуляцию окислительных стрессов в животных моделях, усиливая антиоксидантную ферментную систему и снижая перекислениелипидов 12. Как традиционная китайская медицинская практика, акупунктура также показала значительные результаты в лечении диабета и ИГТ. Сообщается, что акупунктурные точки Гуаньюань (CV4) и Саньиньцзяо (SP6) активируют путь SIRT1/PGC-1α в скелетных мышцах, тем самым снижая инсулинорезистентность у мышей с диабетоможирения 13. Кроме того, акупунктурные точки Тяньшу (ST25) модулируют активность нейронов, ингибирующих глюкозу, расположенных в латеральной области гипоталамуса, и способствуют регуляции метаболизмагликолипидов 14. Однако большинство исследований механизмов внутрисосудистой акупунктуры в основном сосредоточены на нейромодуляторной, иммуномодулирующей и желудочно-кишечной системах, где акупунктура может влиять на метаболизм глюкозы через модуляцию автономной функции или косвенно регулировать уровень глюкозы в крови путём улучшения баланса кишечнойфлоры 15,16. Специфический механизм влияния акупунктуры на лечение IGT и её влияние на окислительный стресс не получили глубоких исследований и экспериментальных данных.
Поверхностно-усиленное рамановское рассеяние (SERS) обеспечивает высокую чувствительность и специфичность, что позволяет обнаруживать широкий спектр аналитов. Нано-зонды SERS на основе нанооптическойтехники 17, хитозановых мембран18 и предыдущих исследований показали, что иглоукалывающие иглы19 могут использоваться для обнаружения биомаркеров, нейромедиаторов и других аспектов клеточной биохимии in vivo. Особенно перспективные инструменты для глубокого тестирования тканей, позволяя проводить минимально инвазивный in situ мониторинг с последующим экс-виво анализом. Акупунктура, как хорошо зарекомендовавший себя терапевтический метод, имеет чрезвычайно широкий спектр клинических применений. Недавние исследования показали, что оптические волокна с поддержкой SERS, повязки для ран и устройства с микроиглой могут поддерживать in situ или минимально инвазивное отслеживание сигналов, связанных с редоксированием, в биологически значимыхусловиях 20,21. Параллельно активные иголки с SERS и связанные с ними системы микроигл стали перспективными носителями для интеграции сенсорных возможностей с тканевымвмешательством 19, что привело к появлению активных SERS-микроигл с in vivo ответом и возможностями обнаружения SERS in vitro.
Настоящее исследование основано на ранее опубликованной стратегии микроигл с активным SERS для обнаружения сигналов, связанных с окислительной ёмкостью и редокс-потенциалом, в моделях стресса, вызванного глюкозой. Однако настоящая работа отличается от предыдущего как биологическим контекстом, так и экспериментальной целью. В частности, в данном исследовании применяется активная SERS-платформа микроигл к модели нарушенной толерантности к глюкозе у крыс и интегрируется локальное ратиометрическое отслеживание SERS с вмешательством акупунктуры. Текущее исследование дополнительно сравнивает акупунктурные точки с соседними неакупунктурными участками, оценивает различные манипуляции с иглоукалыванием и отслеживает индексы SERS, ассоциированные с редоксированием, в течение 7-дневного периода вмешательства. По сравнению с ранее сообщавшимися оптическими волокнами, повязками для раны и микроиглами с активным SERS, предназначенными преимущественно для одноместного или однофункционального биохимического обнаружения, нынешняя платформа предлагает два нововведения. Во-первых, OC- и RP-чувствительные зонды интегрированы в две независимые травленные канавки на одной игле акупунктуры, что позволяет одновременно отслеживать комплементарные редокс-параметры. Во-вторых, игла для акупунктуры функционирует не только как носитель зонда SERS, но и как терапевтическое устройство, позволяя проводить редокс-мониторинг во время вмешательства акупунктуры, а не после процедуры. Как показано на рисунке 1, после введения микроигл в ткани образуются крошечные раны, и зонды в двух бороздах реагируют с тканями, позволяя им обнаруживать уровни OC и RP in vivo. Целью исследования было использование этих микроигл с активными SERS, чтобы изучить изменения в OC и RP у крыс с IGT и определить эффекты акупунктуры, сопоставленной с точками акупунктуры у этих животных, что позволило бы получить ценные сведения о механизме воздействия акупунктуры на лечение IGT и взаимосвязи между редокс-окислением и аномальными состояниями гипергликемии.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Животные и модели IGT
Все процедуры на животных были одобрены Комитетом по этике животных Исследовательского института Сучжоу Юго-Восточного университета (одобрение No SEU-IACUC-20250318007) и проводились в соответствии с институциональными рекомендациями по уходу и использованию лабораторных животных. Крысы были добыты и содержались в условиях без специфических патогенов (SPF) при 25 °C с циклом света 12 часов и 12 часов темноты. Для процедур, требующих анестезии, крыс анестезировали с помощью изофлурана, подаваемого кислородом через индукционную камеру и поддерживаемого с помощью носового конуса. Изофлуран использовался в 3% для индукции и 1% для поддержания, с корректировкой концентрации в зависимости от частоты дыхания и процедурного ответа.
Достаточная глубина анестезии подтверждалась до иголки или инъекции при потере рефлекса выпрямления и отсутствия реакции на защемление пальца. Во время анестезии отслеживались дыхательные механизмы, положение тела и восстановление, а животные помещались на согревающую площадку для поддержания температуры тела. Животных содержали по 2 человека в клетке с бесплатным доступом к корму и воде, если только для тестирования на глюкозу не требовалось голодание. После прибытия крыс акклиматизировали в течение недели перед индукцией моделей. Благополучие животных отслеживалось ежедневно, включая общую активность, уход за собой, потребление пищи, вес тела, состояние места инъекции и восстановление после наркоза. В конце исследования крыс усыпляли согласно утверждённому протоколу для животных. Эвтаназия проводилась постепенным вдыханием CO₂ с наполнением, после чего подтверждалась смерть методом вывиха шейки матки. Животных, соответствовавших гуманным критериям конечной цели, включая тяжёлую потерю веса, постоянную неподвижность, аномальное дыхание, неспособность есть и пить, а также тяжёлое страдание, эвтаназировали немедленно, а не содержались до запланированного окончания. В этом исследовании использовались самцы Спрага–Доули весом 200 ± 20 г без специфических патогенов. После 1 недели акклиматизации крысы были случайным образом разделены на две группы: три крысы из нормальной группы получали обычную еду, а 20 крыс из модельной группы — жировой чау (50% базального чау + 10% сала + 25% сахарозы + 15% порошка желтка) в течение 3 недель. Животным из модельной группы вводили внутрибрюшную инъекцию 20 мг/кг раствора STZ 2% (растворённого в буфере 0,1 моль/л, pH 4,4 цитратного буфера) в течение 12 часов, после чего голодание 12 часов без ограничения воды. Те, кто был в нормальной группе, получали внутрибрюшинную инъекцию соответствующей дозы буферного раствора цитратного буфера после кормления обычной едой. Через неделю был проведён внутрибрюшнический тест на толерантность к глюкозе (IPGTT). Реагенты и оборудование, использованные в этом исследовании, перечислены в Таблице материалов.
Уровень глюкозы натощак (FPG) измерялся по забору крови с кончика хвоста у крыс в каждой группе после 12 часов голодания без ограничения воды, а через 2 часа после обеда — уровень глюкозы в крови (2hPG) после внутрибрюшнической инъекции 20% декстрозы 2 г/кг. В нормальной группе диапазон FPG составлял 5,1–6,6 ммоль/л, а диапазон глюкозы 2hPG — 7,3–9,4 ммоль/л, по сравнению с FPG ≤7,0 ммоль/л и диапазоном 2hPG 10–16 ммоль/л в модельной группе. Из 20 крыс, назначенных на индукцию модели IGT, 18 соответствовали заранее определённым критериям IGT после IPGTT и были включены в последующий интервенционный эксперимент. Две крысы были исключены, потому что их значения FPG или 2hPG выходили за пределы заранее определённого диапазона IGT. Затем 18 подходящих крыс были случайным образом распределены в группу с высоким содержанием жиров и группу с нормальным питанием, по 9 крыс в каждой группе. Каждая диетическая группа дополнительно делилась на три подгруппы: скручивание акупунктурной точкой, скручивание без акупунктурного участка и прямое вставление с помощью акупунктурной точки, по три крысы в каждой подгруппе. Это было исследовательское исследование разработки метода, направленное на оценку возможности сочетания акупунктурного вмешательства с рациометрическим отслеживанием на основе SERS в доклинической модели крыс IGT. Формального статистического расчёта мощности не проводилось. Размер подгруппы из трёх крыс был выбран на основе целесообразности, предварительных исследований SERS-микроигл и принципа восстановления животных. Крысы были случайным образом распределены экспериментатором; формальное распределение, сокрытие и ослепление не проводились.
Протоколы лечения акупунктурой были проверены с учётом доказательных клинических рекомендаций традиционной китайской медицины и возможности проведения экспериментов наживотных 22. Выбранные акупунктурные точки включали Чжунван (RN12/CV12), Шуифэнь (RN9/CV9), Иньцзяо (RN7/CV7), двусторонний Тяньшу (ST25), двусторонний Шуйдао (ST28) и двусторонний Цзусанли (ST36). RN12, RN9 и RN7 располагались на передней средней линии и рассматривались как одиночные средние точки, тогда как ST25, ST28 и ST36 рассматривались двусторонне. Пары точек акупунктуры были основаны на тех, что использовались для клинического лечения IGT23. Адаптация была основана на литературе24,25 с использованием дихотомического метода. У крыс акупунктурные точки локализованы по анатомическим ориентирам и пропорциональному преобразованию от стандартных мест человеческих акупунктурных точек. Точки брюшной RN/CV были выявлены вдоль передней средней линии с помощью отростка в модиковидном отростке, пупке и лобковой симфизы как анатомических ориентиров. ST25 был отмечен двусторонним на уровне пуповины, а ST28 — двусторонним в нижней области брюшной поверхности на том же боковом расстоянии от передней средней линии. ST36 был выявлен на передне-латеральной задней конечности в передней области большеберцовой кости, латерально от большеберцового бугорка. Соседние участки сравнения, не связанные с акупунктурой, были отмечены на 5 мм латерально от соответствующих акупунктурных точек и за пределами распознанной меридиановой линии, при этом избегали видимых сосудов, рубцов и предыдущих проколов. Перед уколыванием иглов крыс анестезиировали изофлураном согласно утверждённому протоколу животных и помещали в положение на спине на согревающей подушечке. Кожа брюшной и задних конечностей над каждым мишенью была выбрита и дезинфицирована 75% этанолом. SERS-активные микроиглы были введены примерно перпендикулярно коже на глубину примерно 10 мм. Для групп с точкой скручивания в акупунктурной точке в выбранные акупунктурные точки вводились активные SERS-микроиглы и аккуратно вращались в обоих направлениях в течение 20-минутного периода удержания. Для групп, не связанных с акупунктурными участками, та же процедура проводилась на соседних неакупунктурных участках сравнения диаметром 5 мм. Для групп прямого ввода в акупунктурные точки вводились активные SERS-микроиглы и удерживались 20 минут без скручивания. Все процедуры иголки выполнялись одним и тем же обученным оператором для минимизации межоператорских вариаций.
Иглирование проводилось два раза в день — в 10:00 и 15:00 — в течение 7 дней подряд. Перед каждой процедурой FPG измеряли после 8 часов голодания без ограничения воды. После каждой дневной процедуры иголки записывались ответы OC и RP. На седьмой день, после акупунктуры, была проведена IPGTT и зафиксированы значения 2hPG.
Предупреждения
Стрептозотоцин опасен и должен использоваться как токсичное химическое вещество. Подготовьте раствор стрептозотоцина в химическом вытяжном контейнере или сертифицированном шкафу для биобезопасности, надевая лабораторный халат, нитриловые перчатки, защитные очки и маску. Шприцы, иглы, салфетки, постельные принадлежности, клетки и отходы, связанные со стрептозотоцином, должны использоваться в соответствии с институциональными процедурами по обработке опасных биологических и химических отходов. Использованные иглы и шприцы следует немедленно выбрасывать в контейнеры, устойчивые к проколам, без обратного накопления.
Изготовление микроигл с активными SERS для обнаружения OC и RP
Были подготовлены иглы для акупунктуры, как ранеесообщалось 26. Активные микроиглы SERS изготавливались с использованием одного и того же типа коммерческих игл из нержавеющей стали (0,25 мм × 26 мм) на протяжении всего исследования. Иглы вводились примерно перпендикулярно коже на глубину 10 мм. Для скручивающих групп ручное двунаправленное вращение применялось мягко и равномерно в течение 20 минут в течение одного и того же обученного оператора. Манипуляция не управлялась приборами; поэтому точная частота вращения и амплитуда не были количественно измерены. Это ограничение было признано в Обсуждении.
Изначально иглы замачивались в растворе PMMA с 20% (w/v) в MMA, затем сушили при комнатной температуре (25 °C) в течение одного дня. Далее были сделаны две параллельные вмятины одинакового размера и схожей формы и глубины в защитном слое PMMA (с расстоянием 5 мм друг от друга) с помощью небольшого лезвия ремесленного ножа, очищенного этанолом; затем иглы погружались в 0,5 млн серной кислоты, служившей электролитом в течение 10 секунд для электрохимического травления при напряжении 12 В, образуя две почти круглые канавки в местах нанесения ударов. В-третьих, после трёх промываний иглы погружались при комнатной температуре в течение 24 часов в раствор этанола, содержащем 0,1 моль L−1 MPTES и 0,3 моль L−1 APTES, тем самым придавая сульфгидриловую функциональность канавочным поверхностям. В-четвёртых, покрытие снималось, обмакнув иглу в MMA. Микроиглы, реактивные на редокс-потенциал, реактивные на SERS, были подготовлены на основе ранее описанногометода 27. Субстрат SERS адсорбировался на одной из травленных канавок каждой иглы акупунктуры, после чего полученные активные SERS-микроиглы погружались в водный раствор p-PDA в концентрации 1 × 10-4 моль/л в течение 60 минут при 37 °C, получая микроиглы, чувствительные к окислению, активные с SERS. Субстраты SERS на основе золотых нанооболочек были синтезированы, как описаноранее 28. В настоящей работе эти микроиголки капали в другую канавку каждой иглоукалы, после чего они высохли естественным путем. Это дало SERS-активные микроиглы с OC и RP ответом.
Экс виво оценка реакции OC и RP на микроиглы с активной SERS
Ответы зондов OC и RP оценивались путём введения активных SERS-микроигл в ткань ex vivo. Для проверки отзывчивости OC-зонда на окислительные изменения были зафиксированы спектры SERS p-PDA до и после окисления. Спектры редокс-зондов SERS также были получены в сильно восстанавливающем раствореNaBH4 и сильно окисляющем раствореHAuCl 4. Селективность зонда OC оценивалась с использованием восстановительных агентов, включая 1 × 10-4 MFeSO 4, 1 × 10-4 M Na 2SO4 и 1 × 10-4 M аскорбиновой кислоты, а также окислители, включая 1 × 10-4 MCuSO 4, 1 × 10-4 M H2O2, 1 × 10-4 M FeCl3, и 1 × 10-4 MHAuCl 4. Все растворы были подготовлены при температуре 20 мМ PBS (pH 7,4), и зонды инкубировались с каждым раствором в течение 20 минут при 37 °C. Устойчивость микроигл с активной SERS оценивалась путём записи OC-реакций до и после реакции с 1 × 10-4 моль/лFeCl 3 при комнатной температуре. Эти тесты ex vivo и на основе раствора использовались для подтверждения отзывчивости зонда в контролируемых условиях. Однако они не полностью воспроизводят сложность микросреды тканей in vivo, где локальное изменение pH, адсорбция белков, компоненты внеклеточного матрикса и другие биологические вещества могут влиять на сигналы SERS. Поэтому показания OC и RP in vivo интерпретировались как относительные редокс-ассоциированные индексы SERS, а не как матрично-независимые биохимические измерения.
Обнаружение ОК и РП на акупунктурных и неакупунктурных участках
Для оценки эффективности зондов OC и RP в точках акупунктуры и неакупунктурных точках активные SERS микроиглы были введены здоровым крысам в точках акупунктуры ST36 и RN12, а также на расстоянии 5 мм рядом с каждой из этих точек на глубине примерно 10 мм, на одинаковое время.
Влияние скручивания иглы на обнаружение OC и RP
Для оценки отзывчивости зондов OC и RP при различных методах иглоукаления в точки акупунктуры ST36 и RN12 были введены микроиглы с активным SERS, а также на расстоянии 5 мм рядом с этими точками у здоровых крыс на глубину около 10 мм. В каждой точке акупунктуры одна игла была скручена, тогда как соответствующая игла рядом с точкой — нет, и наоборот (игла, прилегающая к точке акупунктуры, была скручена, тогда как её аналог в точке акупунктуры — нет). Сигналы SERS от зондов собирались в одно и то же время введения для каждой иглы.
Изменения в OC и RP у крыс с IGT в отношении акупунктурных точек, скручивания игл и условий питания
Для оценки влияния точек акупунктуры, скручивания игл и условий питания на OC и RP у крыс с ИГТ крыс в группе с высоким содержанием жира были случайным образом распределены по трем группам (A1, A2 и A3; три крысы в каждой группе), а также в нормальной диетической группе (группы B1, B2 и B3; три крысы в каждой группе). Для крыс групп A1 и B1 микроиглы с активной SERS вводились в акупунктурные точки после седации и скручивались в течение 20 минут; та же процедура была проведена для крыс групп A2 и B2, за исключением того, что микроиглы были введены в 5 мм рядом с точками акупунктуры. Для крыс в A3 и B3 микроиглы с активной SERS вводились в акупунктурные точки без скручивания; Иглы оставили на месте 20 минут. Иглирование проводилось дважды в день — в 10:00 и 15:00 — в течение 7 дней. Перед каждым днём процедур использовался глюкометр для записи значений FPG для каждой группы крыс (после голодания, но без ограничения воды в течение 8 часов). После каждого дневного иголки измерялись и записывались ответы OC и RP. На седьмой день, после акупунктуры, была проведена IPGTT каждой группе крыс, и были зафиксированы показатели 2hPG.
Характеристика и измерение
Морфология микроигл с активной SERS была изучена с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM). Спектры SERS были получены при 25 °C с использованием рамановского спектрометра с рабочей дистанцией 50× (NA: 0,5) и лазером 785 нм. Для всех измерений время набора составляло 10 с, а система Рамана работала на номинальной лазерной мощности 600 мкВт при той же оптической конфигурации. Фактическая мощность лазера, подаваемая на поверхность ткани, в данном исследовании не измерялась напрямую. Поэтому спектры SERS использовались для относительных сравнений между группами при одинаковых условиях приобретения, и никаких выводов относительно абсолютной фототермальной безопасности тканей не было сделано. Коэффициенты интенсивности двух зондов SERS рассчитывались следующим подходом: отношение значений интенсивности при 1450 см−1 к значениям на 1500 см−1 было назначено индикатором для OC (I1450 см−1/I 1500 см−1), после вычитания интенсивности при 1700 см−1 (в качестве фона) из каждого из двух пиков, соответственно, как и в предыдущих отчетах 17; и используя I1606 см−1/I 1666 см−1 в качестве индикатора RP, интенсивность при 1700 см−1 (в качестве фона) вычиталась с каждого из двух пиков соответственно. Рассчитанные значения I1450 см−1/I1500 см−1 и I1606 см−1/I 1666 см−1 были проанализированы как относительные индексы SERS, полученные от SERS, для ответов, связанных с OC- и RP соответственно. Эти соотношения использовались для сравнения изменений между группами и временными точками при одинаковых настройках приобретения.
В настоящем исследовании не было установлена внешняя калибровочная кривая, чтобы преобразовать эти соотношения в абсолютные концентрации окислительных веществ или абсолютные значения электрохимического окислительно-потенциального потенциала. Каждый спектр записывался дважды в пяти разных точках зонда SERS в трёх реплицированных образцах. Origin использовался для обработки данных и создания карт. Для минимизации изменчивости, связанной с получением, для всех групп применялись одинаковые рабочие процессы по длине волны лазера, объектив, время захвата, настройка мощности лазера и спектральная обработка. Потенциальные фототермальные или фотохимические эффекты, вызванные лазерным облучением, не были независимо количественно измерены и признаны как ограничение. Статистические данные представлены как среднее ± стандартной ошибке среднего значения (SEM). Размер выборки и статистический тест, используемый для каждого эксперимента или панели рисунков, указаны в соответствующих легендах рисунков. Для экс виво экспериментов по валидации зонда в качестве анализа использовался зонд SERS или независимо подготовленная микроигла. Для анализа глюкозы в крови in vivo и индекса SERS в качестве биологического анализа использовалась крыса. Спектры, собранные из нескольких точек одного зонда, рассматривались как технические измерения и усреднялись перед анализом на уровне группы. Статистический анализ проводился с использованием программного обеспечения SPSS. Сравнения между группами проводились с использованием статистических тестов, указанных в соответствующих надписях рисунков. Серийные измерения уровня глюкозы натощак и индекса SERS в течение 7-дневного периода интервенции интерпретировались как исследовательские продольные тенденции из-за малого размера подгруппы, и не применялись формальные повторные измерения или модель смешанных эффектов. Статистическая значимость была определена как p < 0,05. *p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Изготовление микроигл с активными SERS для обнаружения OC и RP
Для выявления изменений в OC и RP были изготовлены микроиглы с активными SERS, содержащие соответствующие зонды. Репрезентативные изображения SEM подтвердили двухканавочную структуру микроигл с активным SERS. На рисунке 2A показано корпус иглы акупунктуры с двумя травленными канавками, на рисунке 2B показана канавка, нагру...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Нарушенная толерантность к глюкозе представляет собой обратимую переходную стадию перед диабетом 2 типа и тесно связана с метаболическим дисбалансом, инсулинорезистентностью и дисрегуляцией, связанной с окислительным стрессом. Вмешательство в образ жизни и другие ранние терапевтические стратегии могут снизить риск прогрессирования от нарушенной толерантности к глюкозе к диабету, однако инструменты для динамического мониторинга локальных биохимических реакций во время вмешательства остают...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы не заявляют о конфликте интересов.
Авторы благодарят сотрудников ветеринарного центра и платформы визуализации за техническую поддержку. Эта работа была поддержана ключевыми научно-исследовательскими и конструкторскими проектами китайской медицины провинции Цзянсу (2020ZX05), ключевыми проектами по исследованиям и разработкам провинции Цзянсу (BE2022684), проектом науки и технологий Государственного управления по регулированию рынка (2022MK158) и научно-техническим фондом Сучжоу (SYW2024031).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 3-Аминопропилтриэтокссилан (APTES, 98%) | Tianjin Heowns Bio-Chemical Technology Co., Ltd. | A800524 | |
| (3-Меркаптопропил)триметоксисилан (MPTES, 95%) | Tianjin Heowns Bio-Chemical Technology Co., Ltd. | M742544 | |
| Аскорбиновая кислота | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | CFAD310554 | |
| Глюкометр | Cofoe Medical Technology Co., Ltd. | Cofoe A03 | |
| Полоски для определения глюкозы | Cofoe Medical Technology Co., Ltd. | Cofoe-A03-C | |
| Сульфат меди (CuSO4) | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | PHR1477 | |
| Этиловый спирт (≥99,7%) | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | XW00641752 | |
| Сульфат железа (FeSO4) | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | XW01772078701 | |
| Глюкоза (Glu) | Tianjin Heowns Bio-Chemical Technology Co., Ltd. | D9434 | |
| Перекись водорода (H2O2) | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | P-17-0500 | |
| Хлорид железа (FeCl3) | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | CP81015228 | |
| Метилметакрилат (MMA) | Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., Ltd. | M109626 | |
| Микро-Рамановский спектрометр | Renishaw | InVia Raman Microscope | |
| p-Фенилендиамин (p-PDA) | Shanghai TCI Chemical Industry Development Co., Ltd. | P128784 | |
| Полиметилметакрилат (PMMA) | Tianjin Heowns Bio-Chemical Technology Co., Ltd. | P742581 | |
| Сканирующий электронный микроскоп | Zeiss | ULTRA Plus | |
| Борогидрид натрия (NaBH4) | Shanghai Adamas-beta Reagents Co., Ltd. | S432207 | |
| Сульфит натрия (Na2SO4) | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | S572396 | |
| Иглы для иглоукалывания из нержавеющей стали | Suzhou Tianxie Acupuncture Instruments Co., Ltd. | X-20-03 | |
| Статистическое программное обеспечение | International Business Machines Corporation | Version 2021 | |
| Стрептозотоцин (STZ) | Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., Ltd. | S408311 | |
| Тетрахлорозолотиста кислота (HAuCl4) | Tianjin Heowns Bio-Chemical Technology Co., Ltd. | A124024 | |
| SPSS программное обеспечение | International Business Machines Corporation, Armonk, New York State, USA | version 26.0 | |
| крысы | Jiangsu Qinglongshan Biotechnology Co., Ltd. | Specific-pathogen-free male Sprague-Dawley | |
| базовый корм | Anuokang Biotech. | SY10001 | |
| Жиромасло | MCE | HY-W127601 | |
| Сахароза | MCE | HY-B1779 | |
| Сухое яичное желточно-белковое | MCE | HY-B2235B | |
| Цитриновая кислота моногидрат | Sigma-Aldrich | C1909 | |
| Дицитрат тринатрия дигидрат | Sigma-Aldrich | S4641 | |
| Цитратный буфер | beyotime | P0086 | |
| Фосфатно-буферный раствор соли | beyotime | ST448-1L | |
| Изофлуран | Bioss | D54468 | |
| Система анестезии изофлураном для малых животных | RWD Life Science | R500 | |
| Камера индуктора и наконечник для носа | RWD Life Science | R500compatible accessories | |
| Огревательная подушка | Shanghai Yuyan Life Science | Y69020 | |
| 75% этанол | Boyu Bio. | YB60401 | |
| Коробка эвтаназии CO2 | Lab Animal Tec. Co. | LAT-10-0090 | |
| WPS | Beijing Kingsoft Office Software | WPS365 |
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение