中科科优PLGA荧光微球应用于基于可切换双波长光学捕获的新型单粒子拉曼光谱仪：系统设计与微粒应用
PLGA荧光微球的应用案例
PLGA 微球在 DOT‑MRS 系统中的应用作用
中科科优PLGA（聚乳酸‑羟基乙酸共聚物）微球是荧光标记生物微球模型，在本文研发的双波长光镊微共聚焦拉曼光谱仪（DOT‑MRS） 中，承担核心验证与应用示范作用，是评估仪器荧光抑 制、光损伤防护、单颗粒捕获与光谱检测能力的关键样品。
文章名称：基于可切换双波长光学捕获的新型单粒子拉曼光谱仪：系统设计与微粒应用
使用产品：中科科优 PLGA荧光微球 粒径10微米
期刊：Review of Scientific Instruments（《科学仪器评论》）
出版商：AIP Publishing（美国物理联合会出版社）
卷期页码：96, 113701 (2025)
DOI：10.1063/5.0285665
在线发表时间：2025 年 11 月 18 日
一、作为荧光干扰与光损伤的典型测试样品
- 自带荧光基团，模拟生物样品背景干扰
- 选用Cy3 荧光标记 PLGA 微球，含生色团，在可见光（532 nm）激发下会产生强荧光，完全掩盖拉曼信号。
- 很好复现生物颗粒、有机颗粒在传统单波长可见光镊拉曼系统中的核心痛点：荧光背景淹没弱拉曼信号、可见光致光损伤 / 变性。
- 验证近红外 780 nm 的低损伤与低荧光优势
- 780 nm 激光捕获 PLGA 微球时，荧光被显著抑 制，可清晰获取 PLGA 骨架特征拉曼峰。
- 直接证明 DOT‑MRS 双波长设计能避免荧光干扰、降低生物样品光损伤。
二、验证单颗粒三维稳定捕获能力
- 水溶液环境中单颗粒捕获
- 实现10 μm PLGA 微球在水溶液中的三维光镊稳定捕获，证明系统对液相生物微球、软物质颗粒的操控能力。
- 捕获功率约 50 mW，满足低 NA 物镜下的稳定约束要求。
- 支撑生物医学场景适用性
- PLGA 是生物医用主流载体，其成功捕获验证系统可用于药物微球、微胶囊、细胞、生物聚集体的原位表征。
三、实现高质量单颗粒拉曼光谱采集
- 获取清晰 PLGA 特征拉曼峰
- 780 nm 激发下获得无荧光干扰的拉曼谱，可指认：
- 875 cm⁻¹：C‑COO 伸缩振动
- 1452/1497 cm⁻¹：CH₂/CH₃弯曲振动
- 1768 cm⁻¹：C=O 伸缩振动
- 1586/1643 cm⁻¹：Cy3 与骨架特征峰
- 780 nm 激发下获得无荧光干扰的拉曼谱，可指认：
- 证明微米级空间分辨与单颗粒特异性
- 仅当微球处于激光焦点时才出现强特征信号，焦外无信号，验证 DOT‑MRS 的单颗粒靶向检测与微米级空间分辨率。
四、作为双波长 “捕获‑探测” 解耦策略的示范载体
- 展示 780 nm 捕获 + 532 nm 探测的优势
- 780 nm 负责稳定低损伤捕获，532 nm 负责高灵敏拉曼激发，灵敏度大幅提升。
- 为弱散射、荧光性、光敏性生物微球提供通用解决方案。
- 拓展仪器应用边界
- 证明 DOT‑MRS 可用于：
- 药物递送 PLGA 微球降解、载药、释放的原位监测
- 荧光标记生物颗粒无损伤化学成像
- 单颗粒水平生物相容性、光稳定性评估
- 证明 DOT‑MRS 可用于：
五、总结：PLGA 微球的核心应用价值
PLGA 微球在本文中不只是测试颗粒，更是生物医用微颗粒的标准模型：
- 验证 DOT‑MRS抑 制荧光、降低光损伤的核心创新
- 证明系统单颗粒稳定捕获、高灵敏拉曼检测能力
- 直接支撑仪器在生物物理、药物载体、胶体化学、气溶胶领域的实际应用
- 为后续单细胞、微胶囊、生物纳米颗粒研究提供方法学示范
