《Microchemical Journal》：Electrochemically synthesized Au@Ag hybrid nanoflowers for simulation-mediated multiplexed SERS detection of CDK4/6 inhibitors in blood
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通过电化学还原方法制备了三维层状的Au@Ag杂化纳米花。
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在类似花朵的结构的纳米间隙中
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通过电化学还原方法制备了三维层状的Au@Ag杂化纳米花。
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在类似花朵的结构的纳米间隙中实现了协同的电磁增强效应。
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进行了密度泛函理论（DFT）模拟，以确定abemaciclib和ribociclib的特征拉曼指纹。
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SERS平台能够可靠地定量检测人血清样本中的两种CDK4/6抑制剂。
引言
乳腺癌仍然是全球主要的健康问题，它是全球女性中最常见的恶性肿瘤，也是癌症相关死亡的第二大原因[1],[2]。除了传统的内分泌疗法外，一些新的环状依赖性激酶4和6（CDK4/6）抑制剂（包括abemaciclib和ribociclib）已被证明可以显著改善转移性患者的无进展生存期和总生存期，因为它们能够有效干扰视网膜母细胞瘤蛋白的磷酸化[3]。然而，这些治疗药物的可靠临床应用严重依赖于监测技术，以通过确保最佳剂量来最小化毒性和耐药性。尽管一些标准检测方法（如液相色谱-质谱法（LC-MS）、高效液相色谱法（HPLC）和各种免疫测定法）能够准确监测剂量，但它们的快速实时应用仍受到昂贵仪器、耗时样品制备、有限通量以及对操作人员技能要求的限制。特别是在联合治疗方案中同时给予多种抗癌药物时，这仍然是一个未解决的挑战[4],[5],[6],[7]。 在治疗药物监测领域，表面增强拉曼散射（SERS）作为一种强大的替代光谱技术而出现，因为它响应迅速、样品制备简单、具有指纹识别特性，并且能够灵敏地检测微量药物[7],[8],[9],[10],[11],[12]。特别是，由于SERS光谱的振动谱线宽度较窄，可以在相同的激发波长下轻松实现多重检测，这对于准确监测体液中共存的药物非常理想[9],[10],[13],[14],[15]。同样重要的是，要实现这些出色的SERS性能，需要开发具有高增强能力和良好重现性的稳健基底[10],[13]。与一般的单一贵金属纳米材料相比，新兴的双金属纳米结构（尤其是镀银层的金核（Au@Ag）已成为SERS基底的首选。金核提供了优异的化学穩定性和一个明确的模板，而银壳在可见光区域提供了卓越的等离子体活性，从而实现了局部电磁场的协同增强。例如，Xia及其同事通过自组装制备了大面积的准球形Au@Ag核壳纳米粒子（NPs）薄膜，用于定量SERS检测[16]。Tamta和Kumar通过原位置换反应在硅球上制备了具有光滑球形形态的Ag@Au卵壳纳米结构[17]。同时，Sirgedaite及其同事通过种子介导的生长方法系统地调节银壳厚度，合成了具有明确球形形态的Au@Ag核壳NPs，实现了高达9.4×10^8的增强因子（EF）[18]。然而，传统的Au@Ag双金属基底仍受其球形或光滑几何形状的限制。缺乏足够的高曲率特征和纳米级间隙通常会导致场限制不佳和电磁热点分布稀疏。为了解决这个问题，人们投入了大量努力来开发三维（3D）层状结构，如类似花朵的分支纳米结构，以通过解锁更好的等离子体耦合实现痕量级分子的严格检测[19],[20],[21],[22],[23],[24],[25],[26],[27]。然而，由于热力学上的不稳定性以及湿化学方法对外部微小波动的高敏感性，制备定义明确的高层纳米结构仍然是一个重大的合成挑战。 最近，电化学还原已成为在导电基底上合理制备层状双金属SERS基底的一种强大策略，通过精确调节电参数（如电位、电流和持续时间）来实现[28]。更令人兴奋的是，无需模板或危险还原剂，就可以为SERS基底高效地提供优异的机械附着力和清洁表面[29],[30],[31],[32],[33],[34],[35],[36],[37],[38],[39],[40]。这对于实现现场操作和目标分子的轻松锚定至关重要。受到这些优势的启发，已经使用电化学还原制备了多种类似花朵的双金属Au@Ag纳米结构[29]。尽管如此，通过合理利用电化学还原来制备双金属Au@Ag纳米结构，实现多种药物的精确筛选和相应血浆浓度的测定仍然是非常理想的。
为了解决联合治疗期间同时监测多种药物的持续挑战，我们开发了一个基于三维层状Au@Ag杂化纳米花（NFs）的高灵敏度和多重SERS平台。这种通过简单、快速且无模板的电化学还原策略制备的优化Au@Ag杂化NFs具有丰富的交织纳米花瓣和密集的纳米间隙。这种独特的结构触发了协同的电磁增强效应，获得了令人印象深刻的增强因子（EF）值3.21×10^7。为了进一步准确解析这些先前未记录的CDK4/6抑制剂的复杂拉曼信号，采用了密度泛函理论（DFT）来确定它们的特征振动指纹。基于这些独特的理论特征，所提出的传感器成功克服了结构干扰，实现了abemaciclib和ribociclib的同时鉴定和精确定量。此外，即使在高度复杂的人血清基质中，该平台也保持了出色的分析可靠性，检测限（LOD）低至10^-7 mg/mL，同时具有非常满意的临床回收率。这项研究不仅提出了一种高度可控的方法来构建层状双金属阵列，还为个性化医学中的优化协同抗癌方案开创了一种稳健的诊断范式。
章节摘录
Au@Ag杂化NFs的合成
Au@Ag杂化NFs基底是通过两步电化学还原反应在三电极系统中制备的（如图1所示）。在此系统中，Cu箔作为工作电极，Ag/AgCl电极作为参比电极，铂片作为对电极。首先，将1毫米厚的Cu箔切成5毫米×10毫米的碎片，然后先后用丙酮、乙醇和去离子水冲洗后使用。
Au NFs的对照合成和表征
图1展示了SERS活性Au@Ag NFs杂化基底的两步制备过程，该基底是通过在预处理的Cu箔上依次电化学还原Au NFs和Ag NPs制备的。选择Cu箔是因为其高导电性，这对于电化学还原中的工作电极至关重要[41]。它还具备成本效益和机械坚固性等实际优势，适用于常规临床使用。整个过程耗时较短。
结论
总之，通过一种简单快捷的电化学还原策略，成功开发了一种基于三维层状Au@Ag杂化NFs的新型SERS活性基底。由于类似花朵的Au/Ag结构中密集分布的纳米间隙所导致的协同电磁增强效应，优化后的SERS基底实现了3.21×10^7的增强因子（EF），同时具有优异的灵敏度和信号重现性。为了建立可靠的分析基础，进行了DFT模拟
CRediT作者贡献声明
刘西亚：撰写 – 原始草案、方法学、研究、数据管理。 娄鹏荣：研究。 张家宝：研究。 戴旭豪：研究。 马利：研究。 李金云：研究。 倪曙明：研究。 赖昌根：研究。 姜涛：撰写 – 审稿与编辑、项目管理、资金获取。 周建良：撰写 – 审稿与编辑、监督、资金获取。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。
致谢
本工作得到了国家自然科学基金（资助编号：62375146）、宁波大学杰出青年学者机械交叉学科基金（资助编号：ZX2025000403）以及上海吴孟超医学科学基金会（资助编号：JJHXM-2026022）的支持。
