Figur 1. Schematiskt diagram av 3D-hotspot-matrisbildning. Kredit:Zhou Guoliang
Med hjälp av den krympmonterade flytande tredimensionella (3D) hot spot-matrisen som en mikroreaktor, utvecklades en ny metod för kvantitativ detektering av blodläkemedelskoncentration genom ytförstärkt Raman-spektroskopi (SERS) av forskare under ledning av Prof. Yang Liangbao och Prof. Wang Hongzhi från Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS), med hög stabilitet och känslighet.
Resultaten publicerades i Analytical Chemistry .
Kvantitativ detektion är ett av de yttersta målen för SERS-metoder, men det har funnits utmaningar när det gäller att kontrollera homogeniteten hos hot spot och målmolekylernas inträde i hot spot-området.
Prof. Yang Liangbaos team har varit engagerade i forskningsarbetet kring principen och detektionstillämpningen av SERS-metoden i flera år, som är en typ av snabb, mycket känslig och fingeravtrycksmolekylär spektroskopi. En rad prestationer har gjorts med SERS i deras tidigare arbete, inklusive upptäckt av gifter i oljig matris, och aktivt fånga målmolekyler i små luckor baserat på nano-kapillär pumpningsmodell.
I detta arbete använde forskarna den flytande trefasiga jämviktsprincipen för att kontrollera krympningen av droppar, som inte bara bildar en högdensitet och mycket stabil flytande 3D-hotspot-matris, utan också gör det möjligt för antitumörläkemedel att ta sig in i hotspot-regionen autonomt.
Sedan, med en egentillverkad, effektivt handhållen Raman-spektrometer, insåg de, för första gången, den kvantitativa onlinedetekteringen av läkemedel mot cancer i serumet hos tumörpatienter.
Figur 2. Detektion av 5-fluorouracil i serum med handhållen Raman-spektrometer. Kredit:Zhou Guoliang
Metoden uppvisade en känslighet på 50 ppb för anticancerläkemedlet 5-fluorouracil, och det kvantitativa detektionsintervallet är 50–1 000 ppb.
Jämfört med traditionella solida nanoarrayer och kolloidala aggregerings-SERS-metoder, kan den krympmonterade flytande 3D-hotspot-matrisen förbättra anrikningsförmågan hos analyter i plasmonic hotspot-utrymmet, vilket möjliggör mycket känslig och stabil kvantitativ SERS-detektion.
"Den har stor potential för kvantitativ detektion av analyter i komplexa prover som serum, biologiska vätskor, dynamisk övervakning av läkemedelsmetabolismprocesser mot cancer och biokemisk reaktionskinetik", säger professor Yang.
"Den har stor potential i kvantitativ detektion av komplexa prover som serum, biologiska vätskor, dynamisk övervakning av läkemedelsmetabolism mot cancer och biokemisk reaktionskinetik", säger prof. Yang. + Utforska vidare
