Pencitraan 3D sel bakteri tunggal menggunakan spektroskopi Raman yang disempurnakan dengan model resolusi kurva multivariat

Pencitraan biomolekul dalam sel bakteri tunggal sangat penting untuk memahami mekanisme genetik seluler. Di sini, kami mengeksploitasi strategi pencitraan spektroskopi Raman (SERS) yang ditingkatkan permukaan untuk analisis sel tunggal. Nanopartikel Ag biosintesis seluler (NP) memberikan peningkatan yang diperlukan untuk pencitraan SERS. Beberapa teknik pelengkap, termasuk mikroskop elektron transmisi resolusi tinggi (HR-TEM), medan gelap annular sudut tinggi (HAADF)-pemindaian mikroskop elektron transmisi (STEM), dan spektroskopi sinar-X dispersif energi (EDX), digunakan untuk mengkarakterisasi NP Ag biogenik dalam sel. Peta pencitraan SERS tiga dimensi menampilkan informasi spektral biomolekul dalam sel tunggal. Model resolusi kurva multivariat (MCR) dan model analisis komponen utama (PCA) digunakan untuk menganalisis peta pencitraan SERS seluler. Model MCR, dengan batasan spesifik non-negatif, menghasilkan identifikasi biomolekul yang bermakna terkait dengan reduksi Ag. Berfokus pada tingkat molekuler mengungkapkan bahwa pantoea sp. IMH menggunakan beberapa mekanisme untuk mensintesis NP Ag, termasuk reduksi sitoplasma oleh glukosa atau reduktase yang bergantung pada nikotinamida adenin dinukleotida (NADH), dan reduksi ekstraseluler oleh rantai transfer elektron yang mengandung kuinon dan sitokrom C. Hasil kami menjelaskan mekanisme biosintesis NP Ag dan analisis Raman sel tunggal.