拉曼光谱仪在胃癌患者血清中丙二醛检测的应用

丙二醛（MDA）是反映体内氧化应激和脂质过氧化水平的重要生物标志物，其异常升高与多种疾病包括胃癌等严重健康问题紧密相关。

在健康成年人中，MDA的范围为0.36至2.80 μM，虽然癌症患者血清中MDA的水平明显高于健康人，但其浓度仍然过低。因此，开发一种能够精确、灵敏地检测血清中MDA含量的方法，对于揭示其在病理过程中的作用、促进早期诊断和治疗具有重大意义。

此研究通过Au-S键在硫化纳米纤维素/金纳米星（S-CNF/Au NSs）二维基质表面修饰对氨基苯硫酚（PATP），PATP的氨基与MDA的醛基通过希夫碱反应发生反应，再结合表面增强拉曼光谱（SERS）技术，实现了对MDA的高灵敏度检测。SERS技术以其出色的分子指纹信息捕捉能力和单分子级别的检测灵敏度，为MDA的定量分析提供了一种快速、高准确度的新途径。

的RMS2000微型拉曼光谱仪具备非凡的分辨率、灵敏度、穿透能力和抑制荧光干扰能力，使用RMS2000使我们能够在分子层面上深入理解MDA在胃癌发展中的作用机制，为胃癌的早期诊断和治疗监测提供了一种强有力的工具，具有深远的临床应用潜力和科研价值。

图1 基于S-CNF/Au NSs 2D衬底的MDA检测示意图原理图

为了提高S-CNF/Au NSs衬底的增强效果，对PATP的浸泡时间进行优化，选取1078 cm?1处的峰作为PATP的特征峰，测试了不同浸泡时间下的特征峰强度。结果表明，浸泡1 h后，反应可能饱和，SERS强度保持稳定。

为了测试衬底的灵敏度，将其浸入0.5×10-6 ~10-5 M的R6G溶液中，并检测其SERS强度。SERS光谱如图2（c、d）所示。结果表明衬底具有良好的灵敏度。

图2 

（a，b）PATP浸没时间与SERS信号强度的关系

（c，d）衬底在不同浓度的R6G中浸泡后的SERS光谱和1360 cm?1处的特征峰进行线性图

在最优反应条件下，记录了不同浓度的MDA和S-CNF/Au NSs 2D衬底反应的SERS谱图，结果如图3所示。随着MDA浓度的增加，I1655/I1078的峰强度比值增大，并在1×10-9~2.5×10-2 mM的范围内呈强线性关系。可以看出，功能化的S-CNF/Au NSs 2D衬底在检测MDA方面具有优异的响应，该方法检测MDA的最低限为1.29×10-11 mM，低于现有方法。

图3 

（a）S-CNF/Au NSs 2D衬底在不同浓度MDA反应下的归一化SERS谱图

（b）归一化I1655/I1078SERS强度与MDA浓度线性图

图4显示了PATP修饰的S-CNF/Au NSs 2D衬底分别与70 mM MDA、AC、ACE溶液和10 mg/mL FCOH溶液反应得到的SERS谱图。从图中可以看出，与其他物质相比，功能化衬底对MDA具有很强的选择性。

图4 

（a）衬底分别与MDA、FCOH、AC和ACE溶液反应的SERS谱图

（b）不同反应溶液的I1655/I1078SERS强度对比图

图5（a）和（b）分别显示了通过SERS和比色法测定的胃癌患者（GC）和健康受试者血清中MDA浓度的测定结果。SERS方法测定结果与我们的验证实验一致，即GC患者血清中的MDA浓度高于健康受试者。同时可以发现，SERS法的显著性差异（p < 0.0001）比比色法（p < 0.01）更优异。此外，比色法需要添加标准浓度的MDA才能达到检测限，因此SERS法在检测上具有明显优势。

图5 

胃癌（GC）患者和健康受试者血清中MDA浓度测定对比图

（a）SERS法 

（b）比色法

使用的RMS2000拉曼光谱仪基于SERS技术实现了对胃癌患者血清中MDA进行高灵敏度的检测，实现了1.29×10-11 mM的MDA浓度检测限，显著性差异达到p < 0.0001，是一种快速、灵敏且稳健的方法，适用于胃癌患者血清检测，具有广阔的临床应用前景。

本文使用的RMS2000拉曼光谱仪

现已升级为RMS3000微型共聚焦拉曼光谱仪