基于磁性纳米粒子放大的太赫兹与荧光双模式检测技术：实现循环肿瘤细胞高效分离与灵敏检测的新策略

本文开发了一种创新的太赫兹（THz）与荧光（FL）双模式传感平台，通过磁性纳米粒子（MNPs）分离放大技术，实现了循环肿瘤细胞（CTCs）的高效捕获与超灵敏检测（THz模式检测限2 cells/mL，FL模式7 cells/mL），在乳腺癌患者临床样本中展现出卓越的应用潜力（THz模式AUC 0.973，FL模式AUC 0.820），为液体活检早期癌症诊断提供了突破性工具。

　　

Highlight

Apparatus and materials

仪器与材料相关信息详见支持信息（SI）。

MNPs isolation and amplification

5微升EpCAM-FITC溶液与100 μL 1%牛血清白蛋白（BSA）及10 μL抗FITC-MNPs在4°C黑暗环境下孵育10分钟。随后通过磁分离回收MNPs，并用磷酸盐缓冲液（PBS）清洗三次。清洗后的MNPs重悬于100 μL PBS中并超声处理1分钟。通过添加2 μL抗MNP-FITC进行信号放大，完成第一轮放大循环后，重复流程进行第二轮放大。

THz-FL dual-mode platform design for CTCs isolation and detection

图1A展示了THz-FL双模式平台分离检测CTCs的原理：CTCs通过EpCAM-FITC（蓝色抗体）识别，并与抗FITC-MNPs（绿色抗体）结合形成基础检测复合物。该复合物进一步与抗MNP-FITC（粉色抗体）孵育作为连接桥，继而添加抗FITC-MNPs完成第一轮放大循环，重复此过程进行第二轮放大。经两轮放大后，CTCs表面富集的MNPs和FITC标记物显著增强THz与FL信号。

Conclusion

本研究基于MNPs分离放大策略，构建了用于乳腺癌CTCs高灵敏检测的THz-FL双模式平台。MNPs在CTCs表面的组装有效提升了磁分离效率，而CTCs-MNP-FITC复合物强烈增强了THz与FL响应信号。通过整合MNPs与FITC的磁分离能力和信号输出特性，并结合THz-FL双模式检测的互补优势，该平台为临床CTCs分析提供了高效工具。