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5月11日，小奶猫直播 化学系杨婷教授课题组在化学学科国际顶级期刊Angewandte Chemie杂志在线发表题为“An All-in-one Nanohole Array for Size-Exclusive Trapping and High-Throughput Digital Counting of Single Extracellular Vesicles for Non-invasive Cancer Screening”的研究论文。小奶猫直播 为该论文的第一完成单位，小奶猫直播 化学系博士生尹理琳与信息学院博士生韩先尧为共同第一作者，杨婷教授与厦门大学杨朝勇教授、辽宁省肿瘤医院谢庆鹏为共同通讯作者。

外泌体（sEV）作为一种新兴生物标志物，在肿瘤诊断方面具有重要意义。目前的研究主要以体液中预先分离出的sEV作为研究对象，对群体sEV进行分析。相比之下，单sEV分析可以区分sEV的异质性，从而更好地提取肿瘤相关特征。然而，目前单sEV分析普遍依赖于先进技术，需要冗长的样品预处理程序，从而限制了其在临床诊断中的应用。

本研究开发了一种从尿液中快速分离单个sEV并进行原位检测的新方法，以及用于诊断早期膀胱癌（BCa）的诊断系统。采用内部修饰有sEV分子印迹的金纳米孔（AuNH）阵列对单个sEV进行分离，凭借金纳米孔所提供的拉曼增强效果增强单个sEV的拉曼光谱。使用人工智能辅助进行数据分析，智能滤波器消除无效光谱数据，卷积神经网络对光谱数据进行分类，并为每个患者生成肿瘤相关sEV及正常sEV的数字计数矩阵。通过分析55名膀胱癌患者和21名健康志愿者的尿液样本并整合肿瘤相关和正常sEV的数字计数数据，使得该诊断系统在BCa的早期诊断中达到了97.37%的准确率。

在此基础上，本研究使用可解释人工智能算法（XAI）对光谱数据进行了深入分析，确定了9个在BCa分析中贡献最大的光谱特征。使用其他泌尿系统恶性肿瘤的临床标本与BCa样本在这些特征位置进行比较，实现了BCa和其他泌尿系统癌症之间的区分，有效证明了这一诊断策略的外延性以及XAI在光谱分析方面的有效性。本研究不仅为外泌体分析提供了新范式，也在光谱分析方面提供了新见解和新方法。

本研究工作得到了国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费、辽宁省兴辽英才计划、厦门大学谱学分析与仪器教育部重点实验室开放课题等资助，以及校分析测试中心，化学公共仪器平台等的支持。此外，王建华教授、陈明丽教授等也对该工作提供了大力支持与帮助。

原文链接：

//doi.org/10.1002/anie.202506744

供稿：尹理琳、杨婷