《Microchemical Journal》：Noble metal nanomaterial-based biosensors for small extracellular vesicle detection: Recent advances and clinical prospects
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•贵金属增强sEVs的光学和电学检测性能。•精确的形貌调控与生物界面工程提升传感性能。•LSPR、SERS和电化学模式实现sEVs的超灵敏分析。•微流控与人工智能的集成推动sEVs传感器走向临床POCT。引言小型细胞外囊泡（sEVs）是纳米级细胞外囊泡（EVs），直径通常为4
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贵金属增强sEVs的光学和电学检测性能。
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精确的形貌调控与生物界面工程提升传感性能。
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LSPR、SERS和电化学模式实现sEVs的超灵敏分析。
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微流控与人工智能的集成推动sEVs传感器走向临床POCT。
引言
小型细胞外囊泡（sEVs）是纳米级细胞外囊泡（EVs），直径通常为40至160 nm，密度约为1.10–1.14 g/mL，由大多数细胞类型主动分泌[1]。自1983年首次在网织红细胞成熟过程中被发现以来，已证实几乎所有细胞类型——包括肿瘤细胞、免疫细胞和基质细胞——均能分泌sEVs[2]。sEVs的生物发生是一个高度调控的过程，起源于早期内体的内化，随后成熟为含腔内囊泡（ILVs）的多囊泡体（MVBs），腔内囊泡由内体膜向内出芽形成。当MVBs与质膜融合时，这些ILVs被释放至细胞外空间，即为sEVs[3]。特别是在肿瘤微环境中，sEVs介导的细胞间通讯在肿瘤发生、进展和转移中发挥着关键作用[4], [5]。作为细胞间信使，sEVs通过直接融合、内吞或受体-配体相互作用，将包括蛋白质、mRNA和miRNA在内的生物活性货物递送至受体细胞，从而调节细胞增殖、迁移和免疫应答[6], [7]。大量研究表明，肿瘤细胞分泌的sEVs数量通常显著高于正常细胞。这些肿瘤来源的sEVs在促进肿瘤恶性进展中发挥着重要作用，包括促进癌变信号传导、侵袭、转移、血管新生、免疫逃逸和耐药性[8], [9]。由于sEVs在生物流体中具有高度稳定性和丰富的丰度，且携带细胞特异性分子标志物，它们已成为液体活检领域的重要生物标志物。根据《细胞外囊泡研究最小信息》（MISEV）指南，除非明确证明其内体起源，否则建议对小于200 nm的囊泡使用"sEVs"这一术语。本综述采用"sEVs"作为主要操作术语，以确保不同检测策略间的术语一致性。然而，为保持引用文献的准确性，并具体反映原始研究者定义的检测靶标，在讨论特定检测方案或商业产品时，偶尔保留"外泌体"这一术语。
sEVs检测技术的临床转化目前面临着来自sEVs固有生物物理特性和临床样本复杂性的多重挑战。首先，sEVs的深刻内在异质性是检测准确性的核心障碍。不同来源的囊泡在尺寸（40–160 nm）、密度和分子组成上差异巨大。与疾病相关的亚群通常仅占所有sEVs的极小比例（<0.01%），这使得传统方法难以实现全面且精确的检测[10]。其次，临床样本中特定sEVs的低丰度往往被高浓度的背景干扰物——如白蛋白、脂蛋白和蛋白质聚集体——所掩盖。这种干扰严重降低了信噪比（SNR），亟需开发具有超高灵敏度的技术。在分析层面，当前的分离纯化方法存在固有局限性：超速离心虽被视为"金标准"，但易导致非sEV蛋白质聚集体的共沉淀；体积排阻色谱（SEC）提高了纯度，但不可避免地造成显著样品稀释；免疫捕获尽管具有高度特异性，但因抗体交叉反应性而存在引入假阳性的风险[11], [12], [13]。在检测层面，光学方法面临生物样品自发荧光背景的干扰，而电化学检测则因电极生物污染或钝化导致信号衰减。此外，该领域缺乏标准化参考物质、统一的量化指标和一致的标准化操作规程（SOPs），这严重阻碍了不同实验室间数据的可比性[14], [15]。临床样本的复杂性进一步加剧了这些挑战。例如，高浓度的血清白蛋白、蛋白酶和脂质可导致传感器界面的非特异性吸附，从而损害信号保真度。因此，开发兼具高灵敏度、高特异性和标准化潜力的新型传感材料和技术，对于推进精准sEVs诊断并促进其临床转化至关重要。
纳米技术的最新进展催生了基于功能纳米材料的信号放大策略的发展，为sEVs检测开辟了新途径。其中，贵金属纳米材料凭借其优异的optical、电学和催化特性而脱颖而出，在信号增强、靶标识别和多模态检测平台构建方面具有独特优势。与传统有机染料或非金属材料纳米探针相比，贵金属纳米材料表现出更优的光学稳定性和强大的电磁场增强效应。关键在于，其结构-性能关系可通过可控合成进行精确调控，使其在sEVs检测中的应用具有高度的可编程性和可定制性。与新兴的非贵金属纳米材料——如碳点、金属有机框架（MOFs）和量子点——相比，贵金属独特地提供了深层的局域等离子体信号放大和卓越的电子转移动力学，确保了痕量sEVs生物标志物检测无与伦比的灵敏度（表1）。
利用这些材料的传感策略涵盖广泛的技术模式，包括局域表面等离子体共振（LSPR）、表面增强拉曼散射（SERS）、荧光共振能量转移（FRET）、金属增强荧光（MEF）和电化学信号放大。这些转导机制有效地克服了传统方法在灵敏度、特异性和重现性方面的局限性，从而为sEVs的高效捕获和定量分析提供了有力支撑。因此，本综述系统总结了贵金属纳米材料在sEVs检测中应用的最新进展。旨在深化对结构特征与信号响应机制相互作用的理论理解，同时为未来高性能传感平台的设计与临床转化提供理论与技术指导。为直观呈现这一研究框架，图1展示了贵金属纳米材料在sEVs检测中的综合应用全景。如图所示，本综述从多样化贵金属纳米颗粒（如AuNPs、AuNRs、AgNPs）的基础设计出发，到其与识别元件（抗体/适配体）的集成，系统阐述了多种信号转导机制（包括SPR/LSPR、荧光、电化学和SERS）。最终，我们探讨了这些传感策略在推动临床应用中的潜力，包括微流控芯片、即时检测（POCT）侧向层析试纸和基于智能手机的液体活检与早期疾病筛查读取系统。
章节摘要
贵金属纳米材料的独特性质
贵金属纳米材料主要由金（Au）、银（Ag）、铂（Pt）和钯（Pd）等元素组成。其结构单元——如纳米颗粒、纳米棒或薄膜——尺寸通常在1至100 nm之间[16]。受纳米尺度量子尺寸效应和高比表面积的驱动，这些材料表现出与其块体材料根本不同的光学、电学、催化和生物学特性。
贵金属纳米结构的形貌可控合成
贵金属纳米材料的可控合成是高灵敏度sEVs检测的基本前提，因为多样化的形貌（如纳米球、纳米棒、纳米笼和纳米花）通过调控LSPR特性可实现多维度的光学、电化学和拉曼信号增强[38]。如图4所示，三种代表性AuNPs形貌的整体消光光谱和单粒子散射光谱表现出不同的等离子体特征，
贵金属纳米材料在sEVs检测中的传感策略
得益于其卓越的光学、电学和催化特性，贵金属纳米材料已成为高灵敏度sEVs检测系统的核心组件。按信号读取方式分类，这些转导策略主要分为光学检测（等离子体和发光）、电化学检测和纳米机械传感。每种方法在灵敏度、定量能力和操作复杂度方面各具独特优势。精确调控纳米结构形貌，
从微流控集成到人工智能驱动的即时检测平台
前述章节的系统讨论表明，贵金属纳米材料在sEVs检测中展现出巨大的信号放大潜力和优异的生物相容性。然而，要将这些性能优势有效转化为临床诊断能力，实现检测过程的自动化和高通量集成至关重要。微流控技术的出现为sEVs分析提供了理想的集成平台，通过精确地
结论
贵金属纳米材料在sEVs生物传感中的集成推动了液体活检的深刻范式转变，将这种重要细胞间信使的分析从依赖笨重的集中式仪器转向敏捷的高性能纳米级平台。这些纳米结构并非仅仅作为被动的结构支撑，其独特的光学、电学和催化特性充当了主动的信号放大器，从根本上克服了
CRediT作者贡献声明
刘东浩：撰写——初稿。姜晖：撰写——审阅与编辑。龚宇恒：数据管理。何恭怡：撰写——初稿。屈美红：调查研究。王琦：数据管理。邓川：可视化。顾秀娟：可视化。李光荣：调查研究。刘金波：撰写——审阅与编辑。李宝林：撰写——审阅与编辑。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了四川省科技项目（2026YFHZ0041）、教育部科技发展中心项目（2025XH019、2025XH037）、四川省卫生健康委员会项目（24CGZH10、25LCYJ09）、四川省医学会项目（S20250002）以及西南医科大学科研项目（2022QN067）的资助。
刘东浩|姜晖|龚宇恒|何恭怡|屈美红|王琦|邓川|顾秀娟|李光荣|刘金波|李宝林
