[發明專利]一種雙模式光學成像探針及其制備方法

有效

• 申請號: 201010603085.4
• 申請日: 2010-12-24
• 公開（公告）號: CN102175655A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 王著元;崔一平;宗慎飛;陳輝
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N21/65
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及納米材料學和生物分析化學領域，具體涉及一種雙模式光學成像探針及其制備方法，該雙模式光學成像探針集熒光和表面增強拉曼散射(SERS)信號于一體；該制備方法操作簡單、可重復性好、成本低廉并且環境友好。

背景技術

光學成像技術能夠直觀顯示生物活體內的基因表達和細胞活動，是分子及細胞影像技術中的強有力手段，正在被越來越廣泛地應用于醫學及生物學研究領域。與其他活體動物體內的成像技術，如超聲(ultrasound)、計算機斷層顯像(computed?tomography，CT)、磁共振成像(magnetic?resonance?imaging，MRI)、正電子衍射成像(positron-emissiontomography，PET)相比，光學成像具有許多獨特的優點，如操作簡便、結果直觀、測量快速、靈敏度高及費用低廉等。目前該技術已被廣泛應用于生命科學、醫學研究及藥物研發等領域。

各種活體成像技術中，熒光成像技術發展最快，并在生物傳感、藥物研發、腫瘤診斷治療等領域中得到廣泛應用。近年來，新型熒光成像材料的出現，大大提高了熒光成像的靈敏度和信噪比，促進了熒光成像的應用。比如，Lakadamyali等人在寬場顯微鏡下用pH敏感的熒光探針標記流感病毒，對病毒從細胞膜至細胞核的過程進行了跟蹤，Rieder等人對活細胞有絲分裂進行了實時觀察，在56分鐘內記錄了一個細胞分裂的全過程，為研究活細胞生命活動復雜過程提供了清晰的圖像。盡管熒光成像技術已經廣泛應用于生命科學領域并取得了顯著的成果，但它仍然存在光漂白、發射譜寬等問題，制約了其在某些探測領域中的進一步應用。

在目前的各種光學成像技術中，新興的表面增強拉曼散射(SERS)光譜成像由于結合了傳統拉曼散射和等離子激元波增強的優勢，在其誕生后的短短幾年內就得到了飛速發展。SERS突破了傳統拉曼散射存在的散射截面低而帶來的瓶頸，避免了熒光光譜成像中存在的光漂白以及熒光標記的毒性等問題，是當前國際上備受矚目的研究焦點，已成功地應用于材料分析、生物分子探測、蛋白質相互作用研究等領域。SERS成像技術由于具有可以避免熒光標記中的光漂白，降低對細胞的毒性，提供豐富的光譜信息等優勢，成為人們研究的熱點。盡管關于SERS探針的結構和制備方法已有大量報道，但能適用于生物活體的探針并不多，并且制備方法較為繁瑣，靈敏度、穩定性和生物兼容性尚有待進一步提高。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明的第一目的為：提供一種雙模式光學成像探針，該雙模式光學成像探針集熒光和表面增強拉曼散射(SERS)信號于一體，靈敏度高，穩定性和生物兼容性好；本發明的第二目的為：提供一種該雙模式光學成像探針的制備方法，該制備方法操作簡單、可重復性好、成本低廉并且環境友好。

技術方案：為實現上述第一目的，本發明的雙模式光學成像探針，包括分散于水溶液中的納米粒子，每個納米粒子包括核體和包裹層，所述核體為金納米或銀納米聚集體，所述包裹層為交替吸附的多層聚二烯丙基二甲基氯化銨和聚苯乙烯磺酸鈉，包裹層最外層為吸附有熒光材料的聚二烯丙基二甲基氯化銨。

所述熒光材料為有機分子熒光染料或量子點材料。該雙模式光學成像探針以金(或銀)納米聚集體為SERS基底，且該金(或銀)納米聚集體是直接通過拉曼標記物誘導生成；該雙模式光學成像探針在激發光照射下，可以產生SERS和熒光信號。

為實現上述第二目的，本發明的雙模式光學成像探針的制備方法，包括以下步驟：

1)制備金納米粒子溶液或銀納米粒子溶液，將拉曼標記物加入金納米粒子溶液或銀納米粒子溶液，混合10～20分鐘，形成拉曼標記物誘導的金納米聚集體或銀納米聚集體；2)在金納米聚集體或銀納米聚集體的水溶液中加入2～4mL濃度為1.5～2.5％的聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDA)水溶液，攪拌1.5～2.5小時后離心洗滌并重新分散在水溶液中；3)加入與步驟2)中聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDA)水溶等體積等濃度的聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)水溶液，攪拌1.5～2.5小時后離心洗滌并重新分散在水溶液中；4)重復上述步驟2)和3)至少兩次；5)將熒光材料與濃度為1.5～2.5％的聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDA)水溶液混合，攪拌后，將混合液加入到步驟4)中得到的納米粒子水溶液中，攪拌2.5～3.5小時，離心洗滌后重新分散在水溶液中，即得雙模式光學成像探針。