近日，国际知名学术刊物《Nature Communications》 (自然·通讯) 刊登了必赢官网表面增强光谱研究团队的研究论文“Plasmonic Trimers Designed as SERS-active Chemical Traps for Subtyping of Lung Tumors”。该文中，71886a必赢的邱腾教授、郝祺副教授团队与71886a必赢化工学院、青岛大学附属医院合作，提出了一种针对等离激元“热点”不均匀问题的纳米阵列解决方案。
表面增强拉曼散射 (SERS) 作为一种界面分子光谱技术，具有灵敏度高、化学识别能力等优点。这种方法通过制备金属纳米阵列，并用光激发纳米材料的等离激元共振并产生强电磁场，从而放大附近分子的拉曼信号。然而，这些强电磁场，即“热点”，仅占材料表面约1%的区域，随机吸附的分子很难落入其中。这种“热点”的不均匀性使SERS高灵敏度的优势在实践中难以实现，并直接限制了SERS在定量检测中的应用。
针对上述问题，71886a必赢表面增强光谱课题组精准构筑了等离激元三聚体纳米阵列，用于解决SERS研究中普遍存在的“热点”分布不均难题，为提升SERS技术的检测效率与灵敏度开辟了新途径。研究团队采用超薄多孔氧化铝 (AAO) 技术，制备了等离激元三聚体纳米阵列，如图所示。三聚体将探针分子选择性地吸附在中心的陷阱颗粒上。实现探针分子与“热点”区域的空间匹配，从而极大提升了SERS的信号强度及可重复性。这种方法具有厘米级的样品尺寸，和 2 nm级别的颗粒间隙，为SERS增强提供了高密度的“热点”。
研究团队利用该基底对硫醇类、胺类、二硫化物及硒醇类分子成功实现了高高灵敏SERS检测，并通过双分子分析法证明了该基底具有单分子SERS检测的能力。基于以上基础，研究团队将该三聚体纳米阵列应用于肺肿瘤组织分泌物的SERS探测，并证明了腺癌中的醛类含量较高，具有高SERS敏感性；而鳞癌或良性肿瘤则没有得到有效的SERS响应；上述结果为肺癌的早期SERS检测与分型提供了有力支撑。
本论文第一单位为71886a必赢，量子材料与信息器件教育部重点实验室；合作单位为71886a必赢化学化工学院，青岛大学附属医院。71886a必赢的邱腾教授、郝祺副教授为本文的通讯作者。博士研究生赵星为第一作者，青岛大学附属医院呼吸与危重症医学科刘晓静博士和东南大71886a必赢博士研究生陈德祥为本文共同第一作者。研究的开展受到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金等项目资助。
论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-50321-0