基于超表面等离激元共振(MetaSPR)的高通量无标记实时长时程体外癌症治疗评估平台

　　本文开发了一种基于超表面等离激元共振（MetaSPR）技术的新型传感平台，实现了对细胞增殖、药物-靶点相互作用、细胞粘附铺展及NK细胞介导的细胞裂解作用的高通量、无标记、实时长时程监测。该平台与传统CCK-8和流式细胞术结果高度一致，具备快速响应、低成本和非侵入性特点，为药物筛选和临床诊断提供了创新性解决方案。

　　

Highlight

MetaSPR芯片表征

采用复制模塑技术制备的MetaSPR芯片包含锥形纳米柱阵列。图2a展示了芯片实物照片。扫描电子显微镜（SEM）验证了纳米杯阵列的高度均匀性，每个纳米杯直径为200纳米（图2b），高度为500纳米（图2c）。图2d显示当芯片暴露于不同折射率（RI）的介质（如空气、水和乙醇）时，其会呈现出不同的颜色。

讨论

本研究成功开发并验证了一种基于MetaSPR光谱技术的、用于体外癌症治疗评估的高通量、无标记、实时、长时程细胞分析与药物筛选平台。该平台以其卓越的准确性和可靠性，在细胞生物学研究领域展现出巨大潜力。该平台响应快速、成本效益高且具有非侵入性特点，使其适用于药物筛选、临床诊断和基础研究的广泛应用。

结论

该系统的多功能性、高性能以及对贴壁细胞的兼容性表明，它有助于全面理解细胞粘附行为，其应用范围广泛，包括基础研究、药物发现和个性化细胞治疗。我们相信，随着技术的不断进步和应用范围的扩大，该平台将在生物医学研究、药物开发和临床诊断领域扮演越来越重要的角色。

术语表

SPR（Surface Plasmon Resonance）：一种发生在金属表面的物理现象，导致反射光强度急剧下降，被用作高灵敏度、无标记生物传感器的基础。

局域SPR（LSPR, Localized Surface Plasmon Resonance）：一种局限于单个金属纳米粒子或纳米结构的等离激元共振现象，在其表面产生强烈的局域电磁场，用于纳米尺度的超高灵敏度光学传感。

MetaSPR（Metasurface Plasmon Resonance）：一种增强型表面等离激元共振（SPR）传感平台，它利用周期性纳米阵列结构来实现直接的光-等离激元耦合，无需棱镜，从而简化光学系统并提高传感性能。

作者贡献声明

温俊虎 (Wenjun Hu)：撰写 – 审阅与编辑，撰写 – 初稿，概念化。李文 (Wen Li)：撰写 – 初稿，方法论，调研，形式分析。陈明乾 (Mingqian Chen)：方法论，调研，形式分析。陈友乾 (Youqian Chen)：方法论，调研，形式分析。杨益辉 (Yihui Yang)：方法论。阮靖妍 (Jingyan Ruan)：方法论。常家祥 (Jiaxiang Chang)：方法论。李嘉聪 (Jiacong Li)：方法论。刘刚 (Gang Logan Liu)：撰写 – 审阅与编辑，概念化。

数据可用性声明

支持本研究结果的基础数据可根据合理要求向通讯作者索取。

利益冲突

作者声明不存在任何利益冲突。

资助

本研究得到了国家自然科学基金[批准号82072735]；中央高校基本科研业务费[批准号2020kfyXJJS113]；人畜共患传染病重症诊治全国重点实验室[批准号2024ZZ00019]；以及中央高校基本科研业务费[批准号YCJJ20251406]的资助。资助方在研究和投稿过程中未扮演任何角色。

竞争利益声明

?? 作者声明，不存在任何已知的、可能影响本工作报告的竞争性经济利益或个人关系。

致谢

作者感谢Editage (www.editage.cn) 提供的英语语言编辑服务。