癌胚抗原（CEA）作为结肠癌诊断的关键生物标志物，在其早期筛查中具有重要意义[[1], [2], [3]]。然而，生物样本中CEA的浓度较低且动态范围较广，给其高灵敏度和选择性检测带来了挑战。同时，实际生物样本中存在大量干扰物质，使得分离和富集步骤变得复杂。酶联免疫吸附测定[4]、荧光法[5]和电化学测定[6]在CEA检测中得到了广泛应用。与单模式检测相比，双模式检测利用两种不同的机制和独立的信号转导途径[7]，这种配置在环境和操作影响下具有更好的稳定性，从而提高了分析结果的可靠性[8,9]。开发具有自校准功能的双模式传感平台并结合先进的富集方法对于CEA检测具有重要意义。
表面增强拉曼散射（SERS）因其超高的灵敏度和独特的光谱特征而在CEA检测中显示出巨大潜力[[10], [11], [12], [13]]。尽管比色方法在灵敏度和抗基质干扰方面存在局限性，但它们在操作简便性和用户友好性方面仍具有优势[[14], [15], [16]]。将这两种方法结合使用，可以使SERS信号作为精确的定量和定性“确认指标”，而比色信号则作为快速“警报指标”用于筛查[[17], [18], [19]]。SERS-比色双模式传感器已被用于简单、快速和灵敏地检测有毒金属离子[20]、食品添加剂[21]和疾病生物标志物[22,23]。设计双模式检测方法时，选择同时具备SERS和比色特性的探针至关重要。纳米酶相比天然酶具有成本更低、活性更高和稳定性更强的优势[[24], [25], [26]]。值得注意的是，基于多金属纳米粒子（NPs）的纳米酶由于具有类似过氧化酶的活性，能够催化比色反应，并具有可调的局域表面等离子体共振（LSPR）特性，有利于增强SERS信号[[27], [28], [29]]。然而，将SERS-比色双模式检测与多金属NPs结合用于CEA检测的研究尚未开展。
分子印迹聚合物（MIPs）可以通过模拟天然抗体的结合位点来特异性识别目标蛋白[[30], [31], [32], [33]]，从而有效分离复杂基质中的目标蛋白。在各种MIPs中，基于主客体相互作用（hg-EMIP）的表位分子印迹聚合物（EMIPs）使用特征性的短肽作为模板[[34]]，避免了蛋白质折叠问题，提高了脱附效率和位点可及性，并降低了成本[[35], [36], [37]]。此外，形成的印迹腔不仅可以精确识别模板表位，还能特异性捕获含有该表位的完整目标蛋白[[38,39]]。考虑到EMIP的高选择性和双模式检测的可靠性[40]，基于EMIP的SERS-比色双模式传感器具有很好的应用前景，目前这方面的研究尚不多见。
在本研究中，我们采用Au纳米星@Ag@Pt（AuNS@Ag@Pt）纳米酶作为信号元件，hg-EMIP作为识别元件，建立了一种用于CEA检测的SERS-比色双模式传感器（图1）。使用了我们团队之前开发的基于主客体相互作用（hg-EMIP）策略的表位导向MIP[[41], [42], [43]]。通过水热法制备了修饰有β-环糊精（Fe3O4@β-CD）的磁性Fe3O4纳米粒子，然后通过主客体相互作用将CEA的N端表位肽偶联上去。选择硅烷化试剂作为合成印迹层的功能单体，随后去除模板以获得hg-EMIP。4-巯基苯硼酸修饰的AuNS@Ag@Pt（AuNS@Ag@Pt@4-MPBA）可以与hg-EMIP捕获的目标CEA蛋白结合产生拉曼信号；而比色信号则通过TMB转化为oxTMB引起的颜色变化（从无色变为蓝色）产生。基于hg-EMIP的SERS-比色双模式传感器能够实现快速、简单和灵敏的CEA检测，其准确性通过应用于结肠癌患者真实血清样本的回收实验得到了验证。本研究为疾病诊断领域提供了一种有前景且具有吸引力的检测方法，也可扩展到其他糖蛋白生物标志物的检测。
