三维柔性多孔SERS平台的创新构建及其在无血浆氨基酸谱分析与多癌种筛查中的应用

为解决血浆游离氨基酸(PFAA)检测灵敏度不足、操作复杂的技术瓶颈，厦门理工学院团队开发了一种基于气相沉积技术的三维柔性多孔SERS平台(FPS Ag-Coated)。该平台通过独特的羟基功能化表面和密集热点结构，实现了10-4 M级微量PFAAs的直接检测，并成功应用于膀胱癌、肾癌和肝癌的临床鉴别，准确率达83.3%。这项研究为肿瘤代谢标志物检测提供了新型柔性材料解决方案。

　　

在肿瘤代谢研究领域，血浆游离氨基酸(plasma-free amino acids, PFAAs)谱被证实是监测癌症进展的重要指标。然而现有检测技术面临三重困境：传统方法如高效液相色谱(HPLC)需复杂衍生化步骤，荧光光谱仅适用于含荧光基团的氨基酸，而红细胞代谢干扰使得直接血液检测准确性受限。这些技术瓶颈严重阻碍了PFAA在临床肿瘤筛查中的应用。厦门理工学院的研究团队另辟蹊径，将表面增强拉曼光谱(SERS)技术与创新材料设计相结合，开发出具有临床转化潜力的新型检测平台。

研究团队采用气相沉积技术，在柔性多孔结构(flexible porous structure, FPS)基底上沉积120 nm银涂层，构建出三维SERS活性平台。该平台通过临床血浆样本验证，结合机器学习分析，系统评估了四种代表性氨基酸（含荧光的L-酪氨酸/L-色氨酸、弱荧光的L-苯丙氨酸及非荧光的L-丝氨酸）的检测性能。关键技术包括：真空热蒸发镀膜制备Ag涂层、扫描电镜(SEM5000)表征微观结构、共聚焦拉曼光谱仪获取SERS信号，以及主成分分析(PCA)进行癌症分类。

【Characterization and Properties of three-dimensional flexible porous SERS platform】
通过优化基底结构发现，FPS固有的多孔特性为银纳米颗粒均匀分布提供理想模板，形成的三维热点阵列使R6G染料的检测限达到10^-12 M。羟基修饰表面不仅增强基底柔性，更有效抑制背景干扰，使信噪比提升8.3倍。

【Conclusion】
该研究突破性地实现了三大目标：1）开发出可批量生产的柔性SERS基底，单位成本降低67%；2）建立10^-1-10^-4 M浓度范围内PFAA的线性检测模型；3）临床验证显示对膀胱癌、肾癌和肝癌的鉴别准确率超83.3%。特别值得注意的是，平台对非荧光氨基酸L-丝氨酸的检测灵敏度达传统方法的1000倍。

讨论部分强调，这项工作的核心创新在于将工业级气相沉积技术与生物传感需求精准对接。FPS Ag-Coated平台兼具实验室检测的精确性与临床应用的便捷性，其模块化设计允许根据不同癌症类型定制检测面板。研究者指出，该技术为肿瘤代谢研究提供了"所见即所得"的分析工具，未来通过整合更多氨基酸标志物，有望构建跨癌种的代谢指纹图谱。这项发表于《Biosensors and Bioelectronics》的研究，标志着柔性SERS材料向临床转化迈出关键一步。