肺癌已成为全球癌症相关死亡的首要原因。然而，肺癌的早期检测仍然具有挑战性，导致患者的预后不良。在本文中，我们开发了一种光学生物传感器，将表面增强拉曼光谱（SERS）与催化发夹组件（CHA）集成在一起，以检测与肿瘤形成和进展（circSATB2）相关的环状RNA（CIRC RNA）。拉曼报告基因的信号通过使用核-壳纳米探针和具有校准功能的2D SERS基底产生大量SERS“热点”而得到显著增强。这种方法能够灵敏地（检测限:0.766 fM）和可靠地定量检测靶circRNA。此外，我们使用开发的生物传感器检测人类血清样本中的circRNA，发现肺癌患者的circRNA浓度高于健康受试者。此外，我们描述了肺癌早期（IA和IB）和亚型（IA1、IA2和IA3）独特的circRNA浓度特征。这些结果证明了所提出的光学传感纳米平台作为肺癌早期筛查的液体活检和预后工具的潜力。

用于检测circSATB2的SERS传感平台图；（a）SERS纳米探针制备；（b）二维基质的制备；（c）催化发夹组件

（a）Au NPs、Au@DTNB NPs和Au@DTNB@Ag NPs的粒径分布；（b）NPs的UV-vis吸收光谱；（c）zeta电位图；（d）拉曼光谱；（e）单个Au@DTNB@Ag NPs中Au（红色）、S（黄色）和Ag（绿色）的能量色散光谱元素映射；以及（f）单个Au@DTNB@Ag NP和具有TEM映射和元素映射的单个Au@DTNB@Ag NP和多个纳米颗粒的TEM映射的TEM映射和扫描TEM映射。

（a）二维衬底的SEM图像；（b）银纳米颗粒的UV-vis吸收光谱；（c）银纳米颗粒的粒径分布；（d）Ag-Si芯片，（e）Ag@DNA-Si芯片和（f）“三明治”纳米结构生物传感器的SERS光谱。

（a）发夹H1、发夹H2和circSATB2的阿加罗斯凝胶电泳；（b）用不同体积的硝酸银合成的Au@DTNB@Ag NPs的拉曼强度；（c）组装SERS传感平台的不同孵化时间后的拉曼强度；（d）不同批次的Au@DTNB@Ag NP的拉曼光谱；（e）在传感平台上测量的3×3毫米2面积上200点的SERS拉曼光谱，以验证SERS探头在2D基板上分布的均匀性；以及（f）拉曼信号强度在2D基板上的200个不同位置为1335厘米-1。

（a）在不同浓度的circSATB2下从SERS传感平台获得的拉曼光谱；（b）（a）阴影部分的放大；（c）1335 cm-1的峰值强度图与circSATB2浓度的对数的图；（d）1335和935 cm-1的强度比（I1335/I935）与circSATB2浓度的对数的图；（e）SERS传感平台对circSATB2、miRNA-10b、miRNA-21和miRNA-155的特定检测；以及（f）突变的circSATB2的特定检测。

（A）健康个体（n = 30）和手术后肺癌患者的血清circSATB2表达水平（n = 50）；（b）手术前和手术后单个患者中circSATB2表达的SERS检测；（c）用于评估血清中circSATB2的SERS检测准确性，以识别患者状态（健康、手术后或手术前）；（d）血清circSATB2表达水平由qRT-PCR量化；（e）手术前和手术后circSATB2表达的个体患者比较，由qRT-PCR量化；（f）用于评估血清中循环SATB2的准确性的ROC曲线，用于评估血清中circSATB2的准确性，用于识别患者状态（健康，手术后或术前）；（g）肿瘤大小分期；（h）肿瘤阶段IA分类；（i）ROC曲线评估。

相关成果以“Optical Nanobiosensor Based on Surface-Enhanced Raman Spectroscopy and Catalytic Hairpin Assembly for Early-Stage Lung Cancer Detection via Blood Circular RNA”，发表在国际学术期刊“Analytical Chemistry”上。

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https://doi.org/10.1021/acssensors.3c02810
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