塑桥:稳定的热点工程和有针对性的表面增强拉曼光谱 (SERS) 监测甲醇
Wen Cao1, Guangyao Huang2, Yue Fang1
1. Hefei Cancer Hospital of CAS, Institute of Health and Medical Technology, Hefei Institutes of Physical Science, Chinese Academy of Sciences (CAS), No. 350, Shushan Hu Road, Hefei, Anhui, China; . University of Science and Technology of China, Hefei, 230026, China.
一个新的"PlasmoBridge"生物传感器使得使用表面增强的拉曼光谱技术能够进行超敏感和可重复的治疗药物监测. 这项技术允许优化剂量,保持疗效,同时减少临床前模型中的毒性.
科学领域:
- 纳米技术 纳米技术
- 生物医学工程 生物医学工程
- 分析化学 分析化学
背景情况:
- 表面增强拉曼光谱 (SERS) 提供高灵敏度,但由于不稳定的热点和不良可重现性,在治疗药物监测 (TDM) 中面临挑战.
- 现有的TDMSERS应用受到不一致的等离子热点和缺乏分子特异性的限制.
研究的目的:
- 开发一种稳定且可重复的基于SERS的生物传感器,用于超敏感的治疗药物监测.
- 通过创建统一的纳米间隙和增强分子丰富,解决TDM的SERS的局限性.
主要方法:
- 设计的"PlasmoBridge"是一种双重功能的阿帕特马-纳米粒子组件,使用硫化甲酸 (MTX) 亚帕特马来弥合银纳米粒子.
- 产生均的纳米间隙 (∼6.5nm) 稳定热点形成和选择性MTX丰富.
- 集成液体-液体和固体相提取,加上卷积神经网络辅助的光谱分析以量化.
主要成果:
- 实现了超敏感的MTX检测 (10−8M),具有高可重现性 (RSD<10%) 和相关度范围的线性.
- 在血清样本中证明了高恢复率 (>90%) 和使用AI增强的定量准确性 (R2 > 0.99).
- 在临床前骨质肉瘤模型中成功引导TDM,优化剂量以保持抗瘤疗效并减少全身毒性.
结论:
- 塑桥为TDM提供了一个灵敏,可复制和临床实用的基于SERS的平台,可实现近乎实时的护理点监控.
- 结合纳米级工程,aptamer识别和人工智能驱动的分析的可泛化框架显示出对小分子药物的精确药理疗的前景.
- 这种方法克服了SERS的关键局限性,通过优化药物剂量为改善患者治疗结果铺平了道路.
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