研究目的
随着新发、再发病毒性疾病（如新冠）对公共卫生安全威胁的加剧，开发精准、快速、高灵敏的核酸检测方法，成为临床与科研急需解决的难题。金标准的核酸扩增检测（如 RT-PCR），存在引物设计复杂、假阴性风险高、操作繁琐等局限。

表面增强拉曼散射（SERS）具备超高灵敏度、抗光漂白、可多组分检测等优势，适合生物分子分析；但定量 SERS面临信号重复性差、波动大、基底不均一等挑战，传统单峰分析易受背景干扰。

因此，开发一种无需复杂合成、基于 SERS 的三明治杂交核酸定量检测法，以PolyAn 中性亲和素玻片为固相基底，实现 SARS-CoV-2 DNA 的灵敏、特异性定量，为病毒感染早期筛查提供新思路。
文章题目为“Quantitative SERS-Based Sandwich-Hybridization Assay for Nucleic Acid Detection”于2025年10月发表在ACS OMEGA杂志，作者来自于德国波茨坦大学化学研究所。

一、研究方法
01基底PolyAn 中性亲和素玻片
玻片表面预包被的中性亲和素（NeutrAvidin），能特异性、高亲和力结合生物素，是整个检测体系的固相捕获平台和核心，提供稳定、可控的固定界面，减少非特异性吸附，保证检测重复性。
02材料与探针
40nm金纳米颗粒（AuNPs）、TAMRA 标记DNA（拉曼报告分子）、生物素标记表面DNA、中性亲和素包被玻片、目标新冠 DNA（CoV-DNA，S 基因）及错配DNA。
03探针制备
冷冻法合成SERS纳米探针（AuNPs+TAMRA-DNA）。
04检测原理
目标DNA连接纳米探针与生物素标记DNA，形成三明治结构；通过生物素–中性亲和素特异性结合，固定到PolyAn亲和素玻片表面；TAMRA拉曼信号双重增强，实现定量。
05信号分析
传统法：1652cm⁻¹处TAMRA特征峰高定量；数字法：拉曼图谱转二值化图像，以活性像素面积占比定量，降低背景干扰。
06表征手段
扫描电镜（SEM）、紫外 - 可见光谱（UV-vis）、原子力显微镜（AFM）、拉曼光谱 / 映射。

二、实验流程
1  合成 SERS 纳米探针；
2  探针、目标 DNA、以及生物素 DNA 进行杂交，形成三明治复合物；
3  滴加到 PolyAn 中性亲和素玻片上孵育 7 min，复合物被高效、特异性捕获；
4  水 / 乙醇洗涤、吹干；
5  AFM 观察玻片表面 AuNPs 分布，拉曼映射采集信号并定量（如下图1、2）。
目标DNA链（黄色）被染料标记互补探针（绿色）与生物素标记捕获探针（灰色）共同捕获，形成夹心结构。该复合物通过生物素 - 亲和素结合固定于玻片表面，SERS信号主要来自TAMRA报告染料，用于定量分析。

三、实验结果
• PolyAn中性亲和素玻片特异性捕获三明治复合物，显著降低非特异性吸附，保证信号稳定、重复性好。
• 定量性能：传统法LOD=1.4 nM（R²=0.90）；数字法线性更优（R²=0.94），PolyAn中性亲和素玻片保证定量稳定性。
• AFM–SERS 高度相关（R²=0.99），PolyAn中性亲和素玻片AuNPs 分布均匀、计数准确。
• 特异性强：错配DNA几乎无信号，PolyAn中性亲和素玻片有效抑制非特异性结合。

四、研究结论
• 建立基于商用材料、无需复杂合成的 SERS 夹心杂交核酸定量方法，灵敏度高、特异性强、重复性好。
• 数字图像分析法显著提升SERS定量线性与稳定性，适合批量与现场检测。
• 新方法为新冠等病毒核酸快速筛查、早期诊断提供可靠工具。
 
原文链接：https://doi.org/10.1021/acsomega.5c01977

德国PolyAn是一家纳米科技公司，专注于采用表面分子工程（Molecular Surface Engineering，MSE）进行表面修饰，包括修饰载玻片与修饰微孔板。
 
如：
环氧基载玻片  
氨基载玻片 
醛基载玻片 
马来酰亚胺基载玻片
N - 羟基琥珀酰亚胺基载玻片
羧基载玻片
苯基二异硫氰酸酯基载玻片
叠氮基载玻片
巯基载玻片
链霉亲和素修饰载玻片
中性亲和素修饰载玻片，用于生物样品分子固定以及ELISA实验。

PolyAn也提供单分散PMMA（poly methyl methacrylate）荧光微球（微珠），可用于多重微球分析，流式细胞仪校准和荧光成像系统校准。