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目前检测人体代谢物分子的方法存在灵敏度低、易误判等问题。研究人员设计制备 Au - 脊状双曲超材料（HMMs）SPR-SERS 双功能生物传感器。该传感器灵敏度高，对尿素和尿酸检测效果好，为代谢物分子监测提供新平台。
在人体的生命活动中，各种代谢物分子在体液里发挥着重要作用。像尿酸、尿素、丙酮酸等代谢物，它们浓度的变化与人体健康状况紧密相连。通过监测这些代谢物的浓度，就有可能提前预测诸如肾衰竭、痛风、糖尿病等疾病。然而，现有的检测方法却存在不少令人头疼的问题。比如，检测灵敏度不够高，很难精准捕捉到代谢物浓度的细微变化；而且检测信息单一，仅仅依靠有限的数据进行判断，特别容易出现假阳性结果，导致错误的诊断，这在医疗领域可是个大麻烦。所以，开发一种高灵敏度、能提供全面数据的双功能生物传感器迫在眉睫。
在这样的背景下，国内研究人员开启了一场科研探索之旅。他们设计并制备了 Au - 脊状双曲超材料（HMMs）SPR-SERS 双功能生物传感器，这项研究成果发表在《Applied Surface Science》上，为解决代谢物分子检测难题带来了新的曙光。
研究人员在研究过程中运用了多种关键技术方法。其中，电子束光刻（EBL）技术发挥了重要作用，它保证了所制备的 Au - 脊状 HMMs 结构表面纳米结构的均匀性和高周期性。同时，借助 COMSOL Multiphysics 软件进行理论分析，模拟 Au - 脊状 HMMs 结构中的局部电场，为研究提供了理论依据。
下面来看具体的研究结果：
- 结构特性与检测能力：所制备的 Au - 脊状 HMMs 结构的 BPPs 模式具有高体灵敏度和品质因数，这使得 SPR 传感能够敏锐地检测到代谢物分子浓度的微小波动。而且，该结构凭借尖锐的边缘和纳米狭缝，在内部形成了强大的电磁 “热点”，大大提升了传感器的 SERS 灵敏度。通过实验发现，该双功能生物传感器展现出超高的体灵敏度，达到 6667 nm/RIU，对罗丹明 6G（R6G）的 SERS 检测限更是低至 10?13 M，不同 SERS 光谱之间的相对标准偏差（RSD）小于 10%，体现出极佳的均匀性。
- 对代谢物分子的检测：研究人员使用该双功能生物传感器对尿素和尿酸溶液进行检测，成功获得了高对比度的 SPR 和 SERS 信号。这表明该传感器能够满足同时对 SPR 和 SERS 的激发需求，获取的信号与检测限高度一致，有效提高了 SPR 和 SERS 信号的可比性。
在研究结论和讨论部分，此次成功制备的 Au - 脊状 HMMs SPR-SERS 双功能生物传感器意义重大。它在 SPR 和 SERS 检测方面都展现出超高的灵敏度，为低浓度代谢物分子的监测和识别提供了有力的工具。以往的检测技术在面对复杂的生物样本时总是力不从心，而这款双功能生物传感器的出现，打破了这种困境。它能够同时提供 SPR 和 SERS 两组数据，大大降低了因分析物分子种类不同而导致的假阳性和误判情况。这不仅为代谢物分子检测领域带来了新的技术突破，也为 SPR-SERS 双功能生物传感器在医疗和健康领域的广泛应用开辟了新的道路。未来，随着技术的进一步优化和完善，有望在临床诊断、疾病预防等方面发挥更大的作用，让人们对自身健康状况的监测更加精准、便捷。
