| 发布日期：2024-09-21 |
丙二醛（MDA）是反映体内氧化应激和脂质过氧化水平的重要生物标志物，其异常升高与多种疾病包括胃癌等严重健康问题紧密相关。在健康成年人中，MDA的范围为0.36至2.80 μM，虽然癌症患者血清中MDA的水平明显高于健康人，但其浓度仍然过低。因此，开发一种能够精确、灵敏地检测血清中MDA含量的方法，对于揭示其在病理过程中的作用、促进早期诊断和治疗具有重大意义。此研究通过Au-S键在硫化纳米纤维素/金纳米星（S-CNF/Au NSs）二维基质表面修饰对氨基苯硫酚（PATP），PATP的氨基与MDA的醛基通过希夫碱反应发生反应，再结合表面增强拉曼光谱（SERS）技术，实现了对MDA的高灵敏度检测。SERS技术以其出色的分子指纹信息捕捉能力和单分子级别的检测灵敏度，为MDA的定量分析提供了一种快速、高准确度的新途径。如海光电的RMS2000微型拉曼光谱仪具备非凡的分辨率、灵敏度、穿透能力和抑制荧光干扰能力，使用RMS2000使我们能够在分子层面上深入理解MDA在胃癌发展中的作用机制，为胃癌的早期诊断和治疗监测提供了一种强有力的工具，具有深远的临床应用潜力和科研价值。
图1 基于S-CNF/Au NSs 2D衬底的MDA检测示意图原理图
1. S-CNF/Au NSs 2D衬底的优化与表征
为了提高S-CNF/Au NSs衬底的增强效果，对PATP的浸泡时间进行优化，选取1078 cm−1处的峰作为PATP的特征峰，测试了不同浸泡时间下的特征峰强度。结果表明，浸泡1 h后，反应可能饱和，SERS强度保持稳定。
为了测试衬底的灵敏度，将其浸入0.5×10-6 ~10-5 M的R6G溶液中，并检测其SERS强度。SERS光谱如图2（c、d）所示。结果表明衬底具有良好的灵敏度。
图2 （a，b）PATP浸没时间与SERS信号强度的关系；（c，d）衬底在不同浓度的R6G中浸泡后的SERS光谱和1360 cm−1处的特征峰进行线性图。
2. MDA的检测
在最优反应条件下，记录了不同浓度的MDA和S-CNF/Au NSs 2D衬底反应的SERS谱图，结果如图3所示。随着MDA浓度的增加，I1655/I1078的峰强度比值增大，并在1×10-9~2.5×10-2 mM的范围内呈强线性关系。可以看出，功能化的S-CNF/Au NSs 2D衬底在检测MDA方面具有优异的响应，该方法检测MDA的最低限为1.29×10-11 mM，低于现有方法。
图3 （a）S-CNF/Au NSs 2D衬底在不同浓度MDA反应下的归一化SERS谱图；（b）归一化I1655/I1078SERS强度与MDA浓度线性图。
3. MDA选择性检测
图4显示了PATP修饰的S-CNF/Au NSs 2D衬底分别与70 mM MDA、AC、ACE溶液和10 mg/mL FCOH溶液反应得到的SERS谱图。从图中可以看出，与其他物质相比，功能化衬底对MDA具有很强的选择性。
图4 （a）衬底分别与MDA、FCOH、AC和ACE溶液反应的SERS谱图；（b）不同反应溶液的I1655/I1078SERS强度对比图。
4. SERS和比色法检测MDA浓度的对比
图5（a）和（b）分别显示了通过SERS和比色法测定的胃癌患者（GC）和健康受试者血清中MDA浓度的测定结果。SERS方法测定结果与我们的验证实验一致，即GC患者血清中的MDA浓度高于健康受试者。同时可以发现，SERS法的显著性差异（p < 0.0001）比比色法（p < 0.01）更优异。此外，比色法需要添加标准浓度的MDA才能达到检测限，因此SERS法在检测上具有明显优势。
图5 胃癌（GC）患者和健康受试者血清中MDA浓度测定对比图（a）SERS法 ；（b）比色法。
使用如海光电的RMS2000拉曼光谱仪基于SERS技术实现了对胃癌患者血清中MDA进行高灵敏度的检测，实现了1.29×10-11 mM的MDA浓度检测限，显著性差异达到p < 0.0001，是一种快速、灵敏且稳健的方法，适用于胃癌患者血清检测，具有广阔的临床应用前景。
文中使用的RMS2000现已升级为RMS3000。
RMS3000微型拉曼光谱仪
1. 产品简介
RMS3000（Raman Minimal System）是一款微型的785 nm同轴共聚焦拉曼光谱仪，其采用全空间光设计，优化散热接口，采用N.A0.11数值孔径激发采集光路。支持Windows、Linux和Windows多种操作平台和主控系统，随机配备手机端（Andorid）和电脑端采集分析软件。具备非凡的分辨率、灵敏度、穿透能力和抑制荧光干扰能力。既可以单独使用也可以作为核心部件集成进拉曼自动化系统，满足科研院所、相关监管机构与企业在无机/有机材料、生物生命、化学/化工、药物分析、食品安全、刑侦鉴定、环境污染检测等研究中的需求。
2. 产品特点
Ø 体积小巧，重量轻，只有103×83×26 mm和305 g；
Ø 空间光、微型共聚焦设计，最小光斑≤30 μm；
Ø 高分辨率（~6 cm-1），高抑制荧光能力，能够轻松测量高荧光样品，获取拉曼光谱；
Ø 高灵敏度，500 ms即可实现常规化学品的拉曼光谱，最低可以检测0.3%的分析纯酒精；
Ø 可配置线扫式探头，可以采集4.5 mm*1 mm的线扫光斑，降低样品照射功率密度；
Ø 可配置外触发手柄，方便工业现场数据采集；
Ø 支持手机和电脑双平台，方便户外现场直接测量；
Ø 超低功耗，无须额外电源供电，通过USB手机可以直接实现光谱采集分析；
Ø 强大的软件分析功能，支持常规的HQI，峰位检索，深度学习神经网络等算法；
Ø 可以适配显微镜组成显微共聚焦拉曼。
