密歇根州立大学的研究团队开发出一种紧凑型拉曼成像系统，能可靠地区分肿瘤组织与正常组织。该系统结合了扫频激光器和超导纳米线单光子探测器（SNSPD），可检测到比商用系统弱约四倍的拉曼信号，有望作为快速筛查工具加速癌症诊断，并推动分子成像技术在临床的普及。

表面增强拉曼散射（SERS）纳米颗粒：让肿瘤“显形”

该系统旨在捕捉SERS纳米颗粒发出的极微弱信号。这些纳米颗粒被设计为附着在肿瘤标志物上。当它们被施加到待检区域后，设备读取其拉曼信号，并自动标记出更可能含有肿瘤组织的区域。与传统病理学方法相比，该系统可作为一种快速筛查工具，虽不能立即取代病理诊断，但能大大加速诊断流程。

突破性的灵敏度提升

系统通过将扫频激光器（在分析过程中改变波长）与高灵敏度的超导纳米线单光子探测器结合，实现了前所未有的灵敏度。拉曼成像通过读取分子独特的光散射指纹来揭示样品的化学成分，而这些指纹可通过使用SERS纳米颗粒得到增强。新的系统结合了先进探测器和高效的扫频拉曼架构，其检测限远超同类商用系统，并且采用光纤耦合和紧凑设计，便于小型化和未来的临床转化。

测试结果与未来方向

研究团队使用透明质酸包被的SERS纳米颗粒进行测试，这些颗粒能与许多肿瘤细胞表面的蛋白CD44结合。在乳腺癌细胞、小鼠肿瘤和健康组织的测试中，SERS信号强烈集中在肿瘤样本中，健康组织中的背景信号极低。这表明该系统不仅灵敏度极高，还能提供可靠的肿瘤与非肿瘤对比。未来，临床转化需要更快的读出速度和更广泛的验证。研究人员正探索使用VCSEL等替代激光源，并计划进行多重实验，利用不同的纳米颗粒同时靶向多种生物标志物。

参考信息
“High-sensitivity SNSPD-enabled swept source Raman spectroscopy for cancer detection with SERS nanoparticles” by Stephanie Boyd et al., 19 December 2025, Optica.
DOI: 10.1364/OPTICA.569117