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癌症来源外泌体检测面临挑战，研究人员开发基于多价适配体连接四面体 DNA（MATD）辅助催化发夹组装（CHA）的超灵敏 SERS 检测法。该方法灵敏度达 2.98×103 particles mL-1 ，能区分胃癌患者和健康人，助力液体活检。
在医学领域，癌症的早期诊断一直是科研人员不懈探索的关键难题。传统的癌症诊断方式，如组织活检，不仅具有侵入性，会给患者带来身体上的痛苦，还可能因采样部位的局限性，导致部分癌症无法被及时发现。而外泌体，作为一种纳米级的细胞外囊泡（30 - 200nm），几乎存在于所有生物体液中，且由几乎所有细胞类型分泌 ，其中癌症来源的外泌体携带了与肿瘤相关的关键信息，被视为癌症诊断的可靠生物标志物，这使得基于外泌体的液体活检成为极具潜力的非侵入性癌症诊断新途径。
然而，理想很丰满，现实却很骨感。外泌体的个头实在太小，在复杂的生物样本中含量又极低，这使得想要灵敏且准确地检测出癌症来源的外泌体困难重重。现有的检测方法，像酶联免疫吸附测定（ELISA）、流式细胞术（FCM）和蛋白质免疫印迹法（WB）等，都存在各自的短板。ELISA 需要消耗大量样本，样本制备过程繁琐又耗时；FCM 在检测外泌体时灵敏度不够；WB 同样面临灵敏度不足的问题，这些都严重阻碍了外泌体在液体活检中的应用。所以，开发一种能够精准、灵敏检测癌症来源外泌体的方法迫在眉睫。
为了攻克这一难题，国内研究人员开展了一项极具创新性的研究。他们开发了一种基于多价适配体连接四面体 DNA（MATD）辅助催化发夹组装（CHA）的超灵敏表面增强拉曼光谱（SERS）检测方法，用于精确检测癌症来源的外泌体。该研究成果具有重大意义，有望为癌症的早期诊断带来新的曙光，推动外泌体在液体活检领域的广泛应用。此论文发表在《Biosensors and Bioelectronics》杂志上。
研究人员在开展研究时，运用了多种关键技术方法。在材料方面，所有单链 DNA（ssDNA）均由上海生工生物工程股份有限公司合成与纯化。实验中借助 SERS 技术，利用其对吸附在纳米结构材料表面分子的超高灵敏度和指纹分析特性进行检测。同时，通过构建 MATD 修饰的 SERS 传感芯片、识别 SERS 标签（IS）和辅助 SERS 标签（AS），并结合 CHA 反应实现信号放大，以提高检测的灵敏度和特异性 。
下面来具体看看研究结果：
- 检测原理：研究设计的检测体系包含 SERS 传感芯片（由 MATD 修饰的银纳米棒（AgNRs）阵列构成，用于从样本中捕获和分离外泌体）、识别 SERS 标签（P - apt、H2 和 4 - 巯基苯甲酸（4 - MBA）共标记的金纳米颗粒（AuNPs），用于识别特定外泌体）和辅助 SERS 标签（H1 和 4 - MBA 共标记的 AuNPs，用于促进 CHA 反应）。以外泌体表面普遍存在的 CD63 蛋白和 SGC - 7901 细胞来源外泌体表面高表达的 MUC1 蛋白作为检测靶点。当样本中的外泌体与 SERS 传感芯片接触时，多价适配体与 CD63 蛋白特异性结合，将外泌体捕获到芯片上。随后，IS 上的 MUC1 适配体与 SGC - 7901 细胞来源外泌体表面的 MUC1 蛋白结合，释放出补丁链（P），进而触发 CHA 反应，在 SERS 传感芯片上诱导 AuNP 网络结构的组装，产生丰富的热点，实现 SERS 信号的放大。
- 检测性能：该 SERS 检测方法展现出卓越的性能。在短短 40 分钟内，检测灵敏度可低至 2.98×103 particles mL-1 ，这意味着从 2μL 生物样本中大约就能检测到 6 个外泌体颗粒。同时，该方法对识别 SGC - 7901 细胞来源外泌体具有高特异性，能够准确区分胃癌患者和健康人。
从研究结论和讨论部分来看，这项研究成功开发了一种全新的基于 MATD 辅助 CHA 的 SERS 检测方法，用于癌症来源外泌体的灵敏准确检测。通过聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）、吸收光谱、动态光散射（DLS）、透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）等多种手段，证实了 MATD 辅助 CHA 策略的传感机制和可行性。该方法在检测癌症来源外泌体方面展现出的高灵敏度、高特异性以及快速检测的优势，使其在临床诊断中极具应用潜力，有望成为推动外泌体液体活检技术发展的有力工具，为癌症的早期诊断和治疗提供更精准、更高效的手段，让癌症的早期发现不再困难重重，为众多患者带来新的希望。
