【项目名称】

表面增强拉曼代谢组学检测

【项目负责人】

叶坚 

【项目完成人】

叶坚、林俐、陈舟、邵志峰、沈峰、金成、薛蔚、潘家骅、朱芳芳、钱晓华 

【项目完成单位】

生物医学工程学院，仁济医院

【项目简介】

人体代谢状态是机体一系列生化反应的最终表现，连接了微观和宏观病理的改变，代谢重编程是疾病发生和进展过程中的普遍现象。基于代谢组学的检测方法在重大疾病的早筛早诊、精准诊疗和预后检测领域有巨大的应用前景。质谱、核磁共振谱等是目前广泛使用的代谢组学检测技术，但面对单细胞代谢、在体代谢以及动态监测等应用场景还面临具体挑战，同时还存在如预处理复杂、设备和检测成本高等瓶颈问题。

针对上述问题，项目团队提出了“数字胶体表面增强拉曼光谱（dCERS）”技术和“表面增强拉曼分子组（SERSome）”技术，开发原创无标记、高灵敏、前处理简单快速、设备和检测成本低的代谢组学检测新方法。dCERS技术已实现对单一目标物分子低至1fM的定量和高准确性检测（偏差低至5.3%），成功应用于活体动物药代动力学监测，具备高灵敏度和高重复性；提出的SERSome技术实现血清等复杂体液样本的超灵敏、多指标的代谢表型检测，应用于前列腺癌等多种疾病的诊断，准确率达到80% 以上。

相关研究在Nature（唯一通讯）、Cell Reports Medicine、Advanced Science等期刊发表共12篇论文，总共被引用200 余次，其中3篇入选高被引论文，1篇入选热点引用论文。Nature同期评论指出dCERS技术有望解决SERS领域困扰了50年的检测准确性难题，有助于推动这项技术走向真正的现场应用。相关技术成果已经申请超过3项专利，并获得国家重点研发计划和首批上海市颠覆性技术创新专项立项，入选“2024中国光学十大进展（应用研究类）”，并在全国多家三甲医院开展应用研究。