Сейчас активно идет развитие сенсоров на основе Рамановской спектроскопии. Этот метод в одних случаях помогает значительно улучшить чувствительность, а в других – решает проблему специфичного определения. Такие оптические сенсоры находят широкое применение во многих областях: от контроля качества продуктов питания, воды и почвы до медицинской диагностики. Например, ученые создали уже доступные покупателю специальные металлические «пластыри-биосенсоры», позволяющие определять химический состав пота, выделяемого кожей. Эти сенсоры являются неинвазивными, достаточно дешевыми, высокочувствительными и способны определять широкий спектр мишеней. Такое изобретение может быть особо актуальным для больных диабетом.

Кровь является бесценным источником информации о здоровье человека. В одном образце крови помимо кровяных клеток содержится множество белков и других соединений, выполняющих важные функции в нашем организме. Анализ крови – это почти самый распространенный анализ, назначаемый врачами. Рамановская спектроскопия благодаря своей высокой чувствительности и специфичности стала отличным методом для исследования образцов крови. Этот метод позволяет определять онкомаркеры, патогены разной природы, количественное содержание особо важных белков, например, альбумина и глобулина. Помимо этого, для данной диагностики не требуется большое количество образца, что конечно же, является существенным преимуществом.

Секвенирование геномной ДНК – крайне важная, непростая и довольно дорогостоящая задача. Зачастую только с помощью секвенирования можно точно диагностировать редкие заболевания. Несмотря на то, что методы NGS (next generation sequencing) уже хорошо прижились в клинической диагностике, разработка новых методов секвенирования активно идет. Рамановская спектроскопия и тут нашла применение: ученым удалось разработать твердосубстратную металлическую нанопору, которая позволяет регистрировать SERS сигнал от нуклеотидов. Нанопора образована наночастицами золота, создающими плазмонные горячие точки для усиления сигнала, и способна захватывать молекулу ДНК из раствора. Этот подход показал высокую чувствительность и воспроизводимость, а также возможность одномолекулярного секвенирования.

Наноразмерные клеточные везикулы, или экзосомы, секретируются различными клетками и присутствуют в биологических жидкостях в большом количестве. Согласно исследованиям, содержание экзосом в опухолевых тканях значительно превышает обычные показатели. Более того, эти везикулы несут в себе множество разнообразных специфичных онкомаркеров. Именно поэтому детекция раковых экзосом стала новым челенджем в ранней клинической диагностике. Рамановская спектроскопия помогает решить поставленные перед учеными задачи разработки новых высокочувствительных биосенсоров. Так, стало возможным определение экзосом непосредственно по рамановским спектрам «отпечатков пальцев» и с помощью более сложных систем с антителами или аптамерами, способными специфично связывать экзосомы разного типа.