近日，中国科学院合肥物质院健康所/合肥肿瘤医院王宏志研究团队在乳腺癌手术切缘快速分子检测方面取得新进展。团队成功研发出一种面向复杂组织环境的生物选择性表面增强拉曼芯片——BioGate SERS Chip，可在术中快速识别乳腺癌恶性切缘，有望为乳腺癌保乳手术及肿瘤精准切除提供新的技术支撑。相关研究成果以“BioGate SERS Chip Enables Robust Metabolite-Oriented Nanobiotechnological Detection of Breast Cancer Margins”为题，发表于Journal of Nanobiotechnology。
乳腺癌手术中，如何准确判断肿瘤是否切除干净，是影响患者复发风险和再次手术率的重要因素。目前临床主要依赖术中冰冻病理进行切缘判断，但存在检测时间较长与依赖病理经验等问题，难以实现对整个手术切缘的快速、分子水平评估。
针对这一临床痛点，研究团队创新构建了 BioGate SERS Chip，通过分层金纳米颗粒结构形成“生物选择性纳米通道”，使低分子量代谢物能够进入等离子体热点区域，而蛋白质、DNA 等大分子干扰物被有效阻隔，从而解决复杂组织样本中拉曼信号不稳定、背景干扰强和生物污染等关键难题。研究结果表明，该芯片可实现对分子探针低至 10⁻¹³ M 的检测，并可在含有 1% 肿瘤细胞的混合细胞样本中识别恶性信号。在自发性乳腺癌小鼠模型、异种移植瘤手术模型及 50 例乳腺癌患者术中组织样本中，该平台均能够基于特征拉曼信号，快速区分恶性组织与良性组织，并在 HER2 阳性、三阴性乳腺癌和激素受体阳性乳腺癌等主要分子亚型中表现出稳定识别能力。
该研究提出了“生物选择性热点门控”的新型纳米生物传感策略，实现了从传统形态学切缘判断向代谢分子指纹检测的转变，为乳腺癌术中快速切缘评估提供了新的技术路径。未来，该技术有望与便携式拉曼检测及人工智能分析系统进一步结合，推动肿瘤精准手术和快速分子病理检测的临床转化。
博士后黄光耀、青年医师郝森森、博士研究生方乐为论文共同第一作者，王宏志研究员为论文通讯作者。上述研究得到中国科学院合肥物质院院长基金等项目的支持。
图1. BioGate SERS Chip用于乳腺癌术中切缘快速检测示意图
