Met behulp van de door krimp geassembleerde vloeibare driedimensionale (3D) hotspot-matrix als een microreactor, werd een nieuwe methode voor kwantitatieve detectie van bloedgeneesmiddelconcentratie door oppervlakteversterkte Raman-spectroscopie (SERS) ontwikkeld door onderzoekers onder leiding van prof. Yang Liangbao en prof. Wang Hongzhi van de Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) van de Chinese Academy of Sciences (CAS), met een hoge stabiliteit en gevoeligheid.

De resultaten zijn gepubliceerd in Analytical Chemistry .

Kwantitatieve detectie is een van de ultieme doelen van SERS-methoden, maar er zijn uitdagingen geweest bij het beheersen van de homogeniteit van de hotspot en het binnendringen van doelmoleculen in het hotspotgebied.

Het team van prof. Yang Liangbao is al jaren bezig met het onderzoek naar het principe en de detectietoepassing van de SERS-methode, een soort snelle, zeer gevoelige moleculaire spectroscopie met vingerafdrukken. Met SERS is in hun eerdere werk een reeks resultaten geboekt, waaronder detectie van vergiften in olieachtige matrix en het actief vastleggen van doelmoleculen in kleine openingen op basis van het nano-capillaire pompmodel.

In dit werk gebruikten de onderzoekers het vloeibare driefasige evenwichtsprincipe om de krimp van druppeltjes te beheersen, die niet alleen een hoge dichtheid en zeer stabiele vloeibare 3D-hotspotmatrix vormen, maar ook antitumormiddelen in staat stellen autonoom het hotspotgebied binnen te gaan.

Vervolgens realiseerden ze, met een zelfgemaakte, effectief in de hand gehouden Raman-spectrometer, voor het eerst de online kwantitatieve detectie van geneesmiddelen tegen kanker in het serum van tumorpatiënten.

De methode vertoonde een gevoeligheid van 50 ppb voor het antikankergeneesmiddel 5-fluorouracil en het kwantitatieve detectiebereik is 50-1.000 ppb.

Vergeleken met traditionele vaste nano-arrays en colloïdale aggregatie SERS-methoden, kan de door krimp samengestelde vloeibare 3D-hotspotmatrix het verrijkingsvermogen van analyten in de plasmonische hotspotruimte verbeteren, waardoor zeer gevoelige en stabiele kwantitatieve SERS-detectie mogelijk wordt.

"Het heeft een groot potentieel voor kwantitatieve detectie van analyten in complexe monsters zoals serum, biologische vloeistoffen, dynamische monitoring van antikankergeneesmiddelenmetabolismeprocessen en biochemische reactiekinetiek", zei prof. Yang.

"Het heeft een groot potentieel in kwantitatieve detectie van complexe monsters zoals serum, biologische vloeistoffen, dynamische monitoring van het metabolisme van geneesmiddelen tegen kanker en biochemische reactiekinetiek", zei prof. Yang. + Verder verkennen

Ethanolextractie SERS-strategie biedt zeer gevoelige detectie van vergiften in olieachtige matrix