基于SERS纳米标签的乳腺癌双标志物超灵敏检测新方法

本研究针对乳腺癌早期诊断中BRCA1/2基因传统检测方法灵敏度不足、难以实现双重检测的难题，开发了基于表面增强拉曼光谱（SERS）的PS@Ag芯片与Au@Ag核壳纳米探针协同检测体系。通过将拉曼探针嵌入Au@Ag双金属界面，结合自组装银纳米粒子基底，实现了0.001-1000 nM宽动态范围内BRCA1/2基因的超灵敏（检测限达皮摩尔级）和特异性双重检测，并在细胞裂解液中验证了临床应用潜力，为乳腺癌分子诊断提供了创新技术方案。

　　

乳腺癌作为女性高发恶性肿瘤，其遗传性病例中BRCA1/2基因突变起着关键作用。尽管现有PCR、电化学等方法可用于检测，但传统技术面临双重检测困难、灵敏度有限等挑战。表面增强拉曼光谱（SERS）技术因其单分子检测潜力备受关注，但如何平衡探针稳定性与信号强度、构建均匀增强基底仍是技术瓶颈。

为解决这些问题，国内研究人员在《Sensors and Actuators Reports》发表研究，通过创新设计Au@Ag核壳纳米探针与PS@Ag芯片的协同体系，实现了乳腺癌标志物的突破性检测。研究采用种子介导生长法制备尺寸可控的银纳米粒子（4.5-73 nm），通过PDDA介导的自组装构建PS@Ag芯片；利用Au@Ag核壳结构嵌入拉曼分子（R6G/MBA），形成双重信号编码的SERS纳米标签；基于DNA杂交原理建立"芯片-靶基因-纳米探针"三明治检测模型，并采用HeLa细胞裂解液验证实际应用性能。

3.1 PS@Ag SERS芯片的制备与表征
通过调控银纳米粒子尺寸（59 nm最优）和PDDA处理时间（1小时），获得增强因子达1.01×10⁶的均匀基底。SEM显示纳米粒子在聚苯乙烯模板上规则排列，CV分子检测验证其线性响应范围（10^-4-10^-6 M）。

3.2 SERS纳米标签的构建
TEM证实成功制备20 nm金核与7 nm银壳结构（Au^MBA@Ag），EDS显示硫元素分布证实MBA嵌入。UV-vis显示随着AgNO₃添加量增加（0-3×10^-6 mol），吸收峰红移至380 nm，对应银壳层形成。优化后的纳米标签增强因子达6.98×10⁵。

3.3 BRCA1/2定量检测
在0.001-1000 nM范围内，R6G（612 cm^-1）和MBA（1075 cm^-1）信号与靶基因浓度对数呈线性相关（R²=0.99），检测限低至0.61 pM（BRCA1）和0.78 pM（BRCA2）。

3.4 双重同步检测
通过区分R6G（612 cm^-1）和MBA（1075 cm^-1）特征峰，实现双基因同步检测，芯片点间RSD仅4.75%。

3.5 细胞裂解液检测
在含干扰物（miRNA/BSA等）的HeLa裂解液中仍保持特异性，100倍浓度干扰下信号偏差<5%，加标回收实验验证可靠性。

该研究通过材料设计与检测策略创新，首次实现SERS技术对BRCA1/2的双重超灵敏检测。Au@Ag核壳结构既保护拉曼分子又增强电磁场，PS@Ag芯片提供均匀"热点"，二者协同突破传统方法局限。相较于电化学发光（ECL）和阻抗（EIS）等方法，检测范围拓宽3个数量级，为遗传性乳腺癌筛查提供新工具。未来通过设计突变位点特异性探针，可进一步拓展至临床突变检测领域。作者Huiying Hou、Bing Zhao等建立的标准化制备流程和验证体系，为其他肿瘤标志物SERS检测提供了可借鉴的技术范式。