精确诊断瘤细胞和血细胞使用超敏感,稳定,选择性氧化铜复合物SERS生物探针辅助高效分离微流体芯片

科学领域:

• 纳米材料科学 科学 纳米材料科学
• 生物医学工程 生物医学工程
• 分析化学 分析化学

背景情况:

• 精确的癌细胞诊断对于有效的治疗至关重要,但由于大小相似,癌细胞与白细胞 (WBC) 的区分存在挑战.
• 目前用于快速瘤细胞识别的方法受到访问性和准确性的限制.

研究的目的:

• 开发一种高效的诊断系统,用于识别使用表面增强拉曼光谱 (SERS) 生物探针和微流体芯片的瘤细胞.
• 创建一种可靠的方法,从生物样本中快速丰富和准确诊断癌细胞.

主要方法:

• 构建一种具有高SERS性能,类似花的同质Cu2O@Ag复合物,用于生物试验器开发.
• 利用有限差异时间域 (FDTD) 模拟和球形偏差校正传输电子显微镜 (AC-TEM) 来理解SERS活动机制.
• 使用螺旋惯性微流体芯片从血液中分离癌细胞,然后进行机器学习辅助的线性差异分析 (LDA) 进行细胞识别.

主要成果:

• 该Cu2O@Ag复合物表现出有利的光谱稳定性和高灵敏度,用于检测微量阿利沙林红色.
• 复合材料由于电磁增强和电荷转移效应的结合,表现出良好的SERS活性,并通过模拟和显微镜验证.
• 微流体芯片在癌细胞分离中达到>80%的纯度,LDA在癌细胞与白细胞分辨时准确度>90%.

结论:

• 开发的Cu2O@Ag SERS生物探针和微流体芯片系统为癌细胞诊断提供了可靠和高效的方法.
• 这项研究为设计先进的SERS探针和改善恶性瘤诊断提供了重要的参考.
• 微流体,SERS和机器学习的整合显示出对无标签,高精度癌症检测的前景.