表面增强拉曼散射(SERS)生物探针识别肿瘤细胞的策略始终依赖于拉曼信号与正常细胞的强度差。因此，探索具有优异光谱稳定性、高增强因子(EF)和良好生物相容性的新型SERS纳米结构是提高肿瘤细胞SERS信号可靠性和准确性的首要前提。基于此，北京航空航天大学Jian Yu和王晓天，南洋理工大学Chao Chen 和中国科学院宁波材料技术与工程研究所吴爱国等人通过研制新型非晶态氮掺杂碳(NDC)纳米笼(NCs)，提出了一种获得良好SERS信号均匀性和高检测灵敏度的策略。

本文要点：

（1）采用简便模板法合成了具有均匀立方纳米笼形态和均匀粒径分布的NDC纳米颗粒。在NDC NCs中成功建立了三种不同的氮原子掺杂结构(石墨- n，吡咯- n，吡啶- n)，这些结构在调节界面电子结构中起着至关重要的作用。石墨- n、吡咯- n和吡啶- n的离域碳共轭体系具有孤对电子，提高了NDC NCs的电子态密度，降低了电子定域功能，从而促进了电荷转移过程。NDC纳米碳化物的电子给体平台促进了电荷转移的热力学过程，导致表面配合物发生多模振动耦合，极大地放大了分子的极化率。利用这些独特的特性，作者获得了具有高SERS灵敏度和良好光谱均匀性的NDC NCs。

（2）重要的是，良好的生物相容性和信号稳定性赋予了这些NDC NC SERS生物探针在区分肿瘤细胞方面的独特优势，通过SERS成像模式可以定性区分不同trop-2表达水平的三阴性乳腺癌(TNBC)细胞，并成功实现了基于SERS检测模式对两种三阴性乳腺癌细胞的定量识别。

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Jie Lin, Dinghu Zhang, Jian Yu, Ting Pan, Xiaoxia Wu, Tianxiang Chen, Changyong Gao, Chao Chen, Xiaotian Wang, and Aiguo Wu. Amorphous Nitrogen-Doped Carbon Nanocages with Excellent SERS Sensitivity and Stability for Accurate Identification of Tumor Cells. Anal. Chem. 2023

DOI:10.1021/acs.analchem.2c05272

https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c05272