近日,中科院合肥研究院健康所楊良保研究員團(tuán)隊、王宏志研究員團(tuán)隊與中科院合肥腫瘤醫(yī)院藥學(xué)中心合作,在抗腫瘤藥物血藥濃度的定量檢測方面取得進(jìn)展。科研團(tuán)隊利用收縮組裝的液態(tài)3D 熱點矩陣作為微反應(yīng)器,建立了高穩(wěn)定、高靈敏的表面增強拉曼光譜(SERS)定量檢測血藥濃度新方法。該成果發(fā)表在國際分析領(lǐng)域TOP期刊Analytical Chemistry上。
表面增強拉曼光譜(SERS)是一種分子光譜,具有快速、高靈敏和指紋識別的特性。楊良保研究員團(tuán)隊一直從事SERS方法原理與檢測應(yīng)用方面的研究工作,并取得了一系列研究成果。定量檢測是SERS方法的終極目標(biāo)之一,但在控制熱點的均勻性和使目標(biāo)分子進(jìn)入熱點區(qū)域等方面一直存在難題。在本研究工作中,利用液體三相平衡原理控制液滴的收縮,不僅形成高密度、高穩(wěn)定的液態(tài)3D熱點矩陣(圖1),而且使抗腫瘤藥物能夠自主進(jìn)入熱點區(qū)域。結(jié)合該團(tuán)隊自主研發(fā)的手持式拉曼光譜儀,能夠?qū)崿F(xiàn)對腫瘤病人血清中抗癌藥物在線定量檢測(圖2)。
該方法對抗癌藥物5-氟尿嘧啶表現(xiàn)出50 ppb靈敏度和 50-1000 ppb 的定量檢測范圍(圖2)。與傳統(tǒng)的固體納米陣列和膠體聚集SERS方法相比,收縮組裝的液態(tài)3D熱點矩陣可以增強分析物在等離子體熱點空間的富集能力,實現(xiàn)高靈敏度和高穩(wěn)定的SERS定量檢測。這種收縮組裝的3D熱點矩陣在定量檢測復(fù)雜樣品(如血清、生物體液)中的分析物、動態(tài)監(jiān)測抗癌藥物代謝過程和生化反應(yīng)動力學(xué)方面有巨大潛力。
本文的第一作者是周國良博士,通訊作者為楊良保研究員、王宏志研究員與李盼副研究員。該項研究受到中科院科研儀器設(shè)備研制項目、國家自然科學(xué)基金、安徽省重點研發(fā)計劃等資助。
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.analchem.2c00071
圖1、3D熱點矩陣形成原理圖
圖2、手持式拉曼光譜儀檢測血清中的5-氟尿嘧啶