晶态-非晶协同效应:CoSe2/CoS2异质结高性能SERS基底助力食管肿瘤细胞精准鉴别

【字体: 时间:2025年08月14日 来源:Small 12.1

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  为解决表面增强拉曼散射(SERS)技术在生物医学检测中基底材料性能不足的问题,研究人员通过合成晶态-非晶CoSe2/CoS2异质结(o-CoSe2/a-CoS2),调控组分比例获得最优SERS性能(CoSe2/CoS2-S50)。该材料兼具非晶相高活性位点与晶相电荷转移能力,结合机器学习(ML)实现了食管肿瘤细胞(KYSE/TE)与健康细胞(het-1A)的高灵敏度鉴别,为肿瘤早期诊断提供新策略。

  

在生物医学检测领域,表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering, SERS)技术虽广泛应用,但高性能基底的开发仍是挑战。研究团队创新性地合成了一种晶态与非晶协同的CoSe2/CoS2异质结材料——由正交晶系o-CoSe2和非晶态a-CoS2组成,展现出卓越的SERS增强性能和稳定性。通过调控原料配比,发现当a-CoS2与o-CoSe2比例为1:1时(CoSe2/CoS2-S50),材料性能达到巅峰。

实验与模拟双重验证揭示:非晶a-CoS2富含空位缺陷和活性位点,而晶态o-CoSe2则进一步富集空位、促进电子离域、增强电荷转移(Charge Transfer, CT)能力并缩小带隙,二者协同产生"1+1>2"效应。该材料不仅实现了食管鳞癌细胞(KYSE/TE)和健康口腔上皮细胞(het-1A)的SERS检测,更通过机器学习(Machine Learning, ML)分析达成高灵敏度、高特异性的精准鉴别,为肿瘤早期筛查提供新型分子诊断工具。

图文摘要生动展示:晶态与非晶相如同"精密齿轮"相互咬合,a-CoS2像多孔海绵般吸附目标分子,o-CoSe2则像电子高速公路加速信号传导,最终通过智能算法实现肿瘤细胞"指纹图谱"的智能解码。

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