近日，Analytical Chemistry 期刊在线发表了由武汉纺织大学沈爱国教授团队、李伟教授团队以及湖北科技学院余薇教授团队通力合作完成的响应型SERS探针在精确诊断精神类疾病上的工作，论文题为“Simultaneous SERS Sensing of Cysteine and Homocysteine in Blood Based on CBT-Cys Click Reaction: Toward Precisive Diagnosis of Schizophrenia”，沈爱国教授团队博士研究生张标和曹俊博士为该论文共同第一作者。
精神分裂症是一种发病率高、易复发、致残率高的慢性精神疾病，主要依赖于医生对临床症状的主观评价。近年来，精神分裂症与同型半胱氨酸（Hcy）代谢失衡以及血清水平之间的关系引起了许多研究者的关注。然而，由于年龄、性别、个体差异等因素的显著影响，血清 Hcy 水平并不能成为准确诊断精神分裂症的生物标志物。与 Hcy 同源的另一种常见的含硫氨基酸是半胱氨酸（Cys），它由甲硫氨酸代谢而来，并通过 Hcy 转化而来。有研究表明，许多疾病（如心血管疾病、神经系统疾病、糖尿病等）患者血清中的 Cys 水平存在规律性变化，但 Cys 在精神分裂症中的作用尚不明确，将 Hcy 和 Cys 作为精神分裂症实验室诊断生物标志物的研究也鲜有报道。其主要原因是缺乏一种快速、经济、准确和高通量的检测方法来同步获得血清中 Hcy 和 Cys 的水平。众所周知，Hcy 在分子结构中只比 Cys 多一个亚甲基。普通的分子光谱或电化学技术，甚至是具有分子指纹识别功能的红外光谱或拉曼光谱，都无法区分这两种分子。此外，两种硫醇分子在血清中的浓度也有显著差异，Cys 通常是 Hcy 的 20-30 倍，这进一步提高了区分难度。
为了解决上述难题，论文提出了与荧光相比具有更多指纹特征的响应型拉曼探针用于快速区分血清中的 Hcy和Cys。合成了拉曼探针 6-（（3-巯基丙基）氨基）苯并[d]噻唑-2-乙腈，并在均相体系中与Cys 和Hcy 进行了高效、特异的 CBT-Cys点击缩合反应。一方面，拉曼散射截面小的小分子短链烷烃硫醇 Cys和Hcy 被转化为散射截面大的产物，大大提高了检测的灵敏度。另一方面，将Cys和Hcy分子结构之间的微小亚甲基差异转化为相应产物的可通过SERS识别的环骨架差异，从而实现了在一次样品采集过程中对Cys和Hcy的区分。更重要的是，利用这一强大的工具，通过同步测定血清中Cys和Hcy的水平，提高了实验室诊断精神分裂症的准确性。
