外科梦工场团队在胆红素快速检测领域取得新进展

近日，外科梦工场联合前沿科学技术研究院、精密微纳制造全国重点实验室团队利用表面增强拉曼光谱（SERS）生物传感与临床诊断技术在胆红素快速检测领域取得新进展。该研究成果以“High-Throughput Fabrication of Bimetallic Au−Ag Annular Nanogap Arrays Featuring 5 nm Gaps for Surface-Enhanced Raman Spectroscopy”为题发表于国际高水平期刊Analytical Chemistry (2025IF: 7.3，JCR Q1，Nature Index期刊）。

该工作由吕毅教授、邵金友教授共同指导，前沿科学技术研究院罗四海教授、第一附属医院肝胆外科任冯刚副研究员等为论文共同通讯作者，在读硕士生张瀛方为论文第一作者。

胆红素是反映肝脏代谢功能与胆道系统状态的重要临床生物标志物，其水平异常与炎症、肿瘤、感染等多种疾病密切相关，术后患者的胆红素动态监测对病情评估同样具有重要意义。目前临床常用的胆红素检测主要依赖生化分析，对样本量、检测时间与操作环境有一定要求，难以满足床旁快速、痕量检测的需求。SERS作为一种具有分子“指纹”识别能力的超灵敏光谱技术，可实现无标记、快速、痕量级的分子检测，为临床生物标志物的即时检测提供了新途径。

SERS信号的强度高度依赖贵金属纳米结构产生的局域电磁场“热点”——当金属纳米间隙缩小到10纳米以下时，光能被极度局域，近场增强大幅跃升。然而，如何低成本、高通量地制备亚10纳米间隙、尤其是可调控的双金属异质纳米间隙阵列，一直是制约SERS技术走向临床实用的瓶颈。针对这一问题，团队提出阳极氧化铝（AAO）模板、分子自组装与掠射角离子束刻蚀相结合的低成本高通量策略，实现了具有约5纳米间隙的异质金-银（Au-Ag）环形纳米间隙阵列的大面积可控制备。异质双金属结构功能互补：银提供更强的等离激元近场，金赋予优异的化学稳定性，二者在亚10纳米间隙内发生同相等离激元杂化，SERS增强效果显著优于单一材料结构。

在此基础上，团队将所构建的SERS平台用于胆红素的临床检测研究。在缓冲液与胎牛血清基质中均获得了清晰、可靠的胆红素信号，验证了该平台在复杂生物基质中的适用性。进一步对临床胆汁样本进行检测，结果表明该平台能够有效区分炎症患者与术后患者的胆汁样本，展现出良好的临床区分能力。相比传统方法，该平台无需标记、所需样本量小、检测快速，有望为肝胆胰相关疾病的早期筛查、术后监测与床旁即时诊断提供新的技术工具。未来，团队将继续深化医工交叉合作，推动SERS生物传感技术向临床转化应用。