单细胞内活性物质的准确检测，对揭示其在生命活动中的重要作用及探索相关疾病的诊疗方法具有重要意义。荧光法具有灵敏度高等特点，使其在单细胞的检测中备受青睐。目前，常用的荧光单细胞分析方法中使用的纳米材料主要集中于零维纳米颗粒，如纳米颗粒。这些零维纳米材料在用于单细胞检测时通常需要被动扩散进入细胞，检测过程中纳米材料易出现漂移，不利于单细胞特定部位长时间观测。

 

相比于零维纳米材料，一维纳米材料具有纳米尺度的直径、同时具有微米尺度的纵向长度，这一结构特性使其便于操作和观察。通过物理方法将一维纳米材料主动定位于细胞特定部位，能有效避免零维纳米材料漂移等问题。在众多一维纳米材料中，硅纳米线具有制备简便、易于修饰、生物兼容性好、易与现代硅技术结合等优点，使其成为单细胞内活性物质分析的理想材料。

 

 

中科院理化技术研究所师文生研究员课题组以单细胞内次氯酸为检测目标，通过硅纳米线的功能化修饰，制备了基于硅纳米线的次氯酸荧光传感器，并借助微操作系统将单根硅纳米线传感器定位于单细胞内，实现了用单根硅纳米线荧光传感器对单细胞中内源性次氯酸的检测。

 

研究者首先利用化学气相沉积法和化学溶液刻蚀法制备了硅纳米线及其阵列，并通过在其表面共价修饰IR780，得到了基于硅纳米线及其阵列的次氯酸荧光传感器。研究者将硅纳米线荧光传感器分散于溶液中研究了其传感性能，发现该传感器对次氯酸具有很好的选择性。而且，在次氯酸浓度0 ~ 50 μM范围内，传感器的荧光强度与次氯酸浓度之间具有很好的线性依赖关系。

 

在此基础上，研究者借助微操作系统将单根硅纳米线荧光传感器定位于单个RAW264.7细胞中，实现了单细胞中内源性次氯酸的检测。该工作为单细胞研究提供了新的技术方案。相关结果发表在Advanced Biosystems（DOI: 10.1002/adbi.201800213）上。