科学岛团队开发高灵敏度SERS探针用于检测癌症转移相关生物标记物

近期，中科院合肥研究院智能所黄青研究员课题组在基于表面增强拉曼光谱（SERS）的超灵敏生物传感器研发取得重要进展，该生物传感器可以用于检测癌症转移相关的程序性死亡配体（PD-L1）生物标志物。研究成果发表在国际著名期刊Biosensors and Bioelectronics: X上。

PD-1 (programmed cell death protein 1) 全名为程序性死亡受体1，是人体的一种重要的免疫抑制分子。PD-1受体在活化的 T 细胞表面表达。以PD-1为靶点的免疫调节对抗肿瘤、抗感染、抗自身免疫性疾病及器官移植存活等均有重要的意义。PD-1与其配体PD-L1相互作用可确保仅在适当的时间激活免疫系统，以便将慢性自体免疫炎症的可能性降至最低。然而肿瘤细胞为了免疫逃逸会在细胞表面表达高表达PD-L1，这样就能够使肿瘤细胞逃避T细胞的作用，使肿瘤细胞得以继续生存。

为了检测PD-L1，研究人员首先制备了具有SERS活性的Au/TiO2/Fe3O4（壳/芯）磁性纳米复合材料，同时又制备了Ag/4-ATP/Au（壳/芯）SERS纳米标签。然后，科研人员用特定的适配体（aptamer）修饰这些纳米粒子，从而可以特异性地捕获循环外泌体PD-L1，形成三明治夹层式的SERS探针，通过分析拉曼报告信号，可以定量分析PD-L1生物标志物。该方法非常灵敏，可检测低至4.31ag/mL的PD-L1。进一步研究表明，在小鼠模型中，科研人员可以通过分析肿瘤中 PD-L1随时间变化的表达水平，进而分析小鼠肿瘤发展情况。

目前循环外泌体PD-L1检测仍缺乏公认有效的手段。这项工作为检测PD-L1生物标志物提供了新的超灵敏的方法，对于以PD-L1生物标志物诊断具有重要意义和潜在临床应用价值，并可为接受PD-L1/PD-1免疫疗法的患者提供服务。

这项工作得到了国家自然科学基金和中国政府博士后国际交流项目的资助。

文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590137022000723

使用“三明治”SERS探针检测循环外泌体PD-L1的示意图

三明治-SERS探针制备及循环外泌体PD-L1探测示意图

应用SERS探针检测小鼠循环外泌体PD-L1的水平随时间变化过程