近日，國際頂級(jí)期刊Analytical Chemistry (American Chemical Society（美國化學(xué)會(huì)) 旗下分析化學(xué)頂級(jí)期刊，中科院一區(qū)Top，IF=6.7）上發(fā)表了我校醫(yī)學(xué)部馮軍教授與生化學(xué)院程昊副研究員合作的論文Novel Ratiometric Surface- Enhanced Raman Scattering (SERS) Biosensor for Ultrasensitive Quantitative Monitoring of Human Carboxylesterase?1 in Hepatocellular Carcinoma Cells Using Ag-Au Nano- flowers as SERS Substrate。論文第一作者為程昊和其研究生陳瑞玨，馮軍教授為論文通訊作者，廣西科技大學(xué)為論文唯一署名單位。

人羧酸酯酶1（hCE1）是一種主要在肝臟中表達(dá)的肝臟特異性蛋白酶，在許多內(nèi)源性酯類和大量酯類藥物的水解代謝以及其他生物過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，也可作為肝細(xì)胞損傷的血清學(xué)指標(biāo)候選物。然而，在復(fù)雜生物體系中hCE1的真實(shí)活性的檢測仍然是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的工作。程昊、馮軍團(tuán)隊(duì)合理地設(shè)計(jì)了一種高選擇性比率SERS生物傳感器，用于選擇性實(shí)時(shí)監(jiān)測肝癌細(xì)胞（HepG-2）中hCE1的活性水平的變化，以精確監(jiān)測肝功能的動(dòng)態(tài)變化或在萌芽階段及早發(fā)現(xiàn)與肝損傷相關(guān)的信號(hào)。

該比率SERS生物傳感器，采用Ag-Au NFs為SERS基底。帶有酰胺鍵和炔基的拉曼靜默區(qū)分子（tag A）作為拉曼報(bào)告分子，使用硫氰酸鈉作為內(nèi)標(biāo)分子（tag B）。在hCE1存在的情況下，tag A 中的酰胺鍵通過hCE1發(fā)生水解，在I2000 cm-1處觀察到的 SERS 信號(hào)強(qiáng)度降低，而內(nèi)標(biāo)分子tag B在 I 2115 cm-1 處的SERS信號(hào)強(qiáng)度不變。hCE1活性與比率峰強(qiáng)度（I2000 cm-1 / I 2115 cm-1）呈負(fù)相關(guān)。比率SERS探針策略采用比率響應(yīng)，通過促進(jìn)內(nèi)在校準(zhǔn)來糾正檢測條件的時(shí)間和空間變化引起的信號(hào)波動(dòng)，拉曼靜默區(qū)報(bào)告分子的應(yīng)用降低了內(nèi)源性生物分子的干擾，從而實(shí)現(xiàn)了HepG-2 細(xì)胞內(nèi) hCE1 活性的高靈敏度、可重現(xiàn)和無干擾的SERS檢測。該SERS傳感器成功監(jiān)測了氯丙嗪等藥物誘使細(xì)胞內(nèi)hCE1釋放至細(xì)胞外，證實(shí)了氯丙嗪肝損傷后細(xì)胞內(nèi)外hCE1活性差異。該項(xiàng)研究顯示了比率型SERS 生物傳感器在監(jiān)測活細(xì)胞內(nèi)hCE1活性方面的潛力，有助于hCE1生理功能的進(jìn)一步研究，有利于肝損傷疾病發(fā)展的潛在化學(xué)機(jī)制的闡明。

上述研究工作得到了國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(82460704，82260701)；廣西自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2020GXNSFAA297168)；廣西科技項(xiàng)目(AD21220149)的資金支持。

論文信息

Hao Cheng,? Ruijue Chen,? Yaqin Zhan, Wuheng Dong, Qiying Chen, Ying Wang, Pei Zhou, Si Gao, Wenyi Huang, Lijun Li, Jun Feng*. Novel Ratiometric Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS) Biosensor for Ultrasensitive Quantitative Monitoring of Human Carboxylesterase-1 in Hepatocellular Carcinoma Cells Using Ag- Au Nanoflowers as SERS Substrate. Anal. Chem. 2024, https://doi.org/10.1021/acs. analchem.4c04763

論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c04763