[發明專利]具有高SERS效應的核殼納米金生物探針及制備和應用

有效

• 申請號: 201210550608.2
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN103048306A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 顏娟;宋世平;樊春海;何丹農
• 申請（專利權）人: 上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;B82Y40/00
• 代理公司: 上海東方易知識產權事務所 31121
• 代理人: 唐莉莎

技術領域

本發明屬于納米材料的功能化及應用領域，涉及一種具有高SERS效應的核殼納米金生物探針的制備方法，可應用于生物分子檢測及細胞成像等領域。?

背景技術

表面增強拉曼散射（Surface?Enhanced?Raman?scattering,?SERS）是指位于粗糙金屬表面的小分子本身的拉曼信號得到增強的現象。這種現象已在表面科學、分析科學和生物科學等領域得到廣泛的應用，為深入表征各種表面（界面）的結構和過程提供分子水平上的信息，如鑒別分子或離子在表面的鍵合、構型和取向以及材料的表面結構。關于SERS的增強機制，雖然到目前仍存在爭議，但較為認可的是電磁場增強機理，而該機理中涉及到的“熱點”（hot?spot）一般是指在一些納米粒子組成的聚集體中，相鄰的納米粒子之間的空隙之處的區域。此區域的SERS效應最強。如何能構建高效均一含有更多的“熱點”的SERS基底,已成為SERS研究領域的熱點和難點。?

現在的研究中，構建高效均一基底的常見方法有如下幾種：?

1、金屬電極活性基底，這是目前使用較為廣泛的一種基底。通過電極表面進行適當的粗糙化處理，可以產生粗糙度基本處于宏觀粗糙度與亞微觀粗糙度范圍內。這種方式的缺點是多數金屬經過處理后，表面粗糙尺度變化范圍較大，造成基底上個點表面增強效應變化很大，這種結構上的不均一性直接影響了吸附分子的SERS光譜的穩定性及數據的重現性。

2、化學刻蝕和化學沉積的活性基底，是通過強腐蝕性物質把金屬表面的原子通過化學反應溶解掉來達到表面粗糙化的目的。這種方式的缺點是反應條件較難控制、沉積的時間、反應的溫度、試劑的濃度等都對基底的粗糙度有影響。?

另外還有平板印刷技術、自助裝技術、有序組裝技術等來制備活性基底，但都存在各自的缺點從而限制了SERS技術的發展及應用。?

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種具有高SERS效應的核殼納米生物探針的制備方法，除了本身具備納米材料的一切特性外，還能作為一種高效的拉曼探針應用于生物分子檢測及細胞成像等領域。?

一種具有高SERS效應的核殼納米生物探針的制備方法，其特征在于，在小粒徑納米金表面修飾一層小分子后，再進行生長，在金核表面再形成一層金殼，金核殼之間縫隙間存在具有拉曼信號的小分子，步驟如下：?

（1）納米金核表面組裝DNA；

（2）組裝混合物進行老化處理；

（3）離心洗滌后得到溶液Ⅰ；

（4）納米金核表面組裝小分子；

（5）離心洗滌后得到溶液Ⅱ；

（6）納米金核表面進行金殼的生長；

（7）金核結構離心洗滌；

所述納米金核為粒徑5～15nm的納米金。

步驟（1）所述組裝為納米金核中加入SH-polyA?DNA，且終濃度為0.1～5μM，室溫輕微振蕩過夜。?

步驟（2）所述老化處理條件為：加0.01～1M，pH為7.4的磷酸緩沖溶液（PB），室溫條件350rpm/min振蕩30～120分鐘，后加入1～5M?氯化鈉，終濃度為0.1～0.15M，且分四次加入，間隔為30分鐘，室溫下350rpm/min振蕩過夜。?

步驟（3）、（5）所述離心洗滌條件為4℃，15000～12000rpm/min，20分鐘，三次，洗滌液為PB（10mM，pH7.4），后0.1M磷酸鹽緩沖液（PBS，?pH7.4）重懸浮。?

步驟（4）所述納米金核表面組裝的是具有明顯特征峰的小分子，具體為2，3-二氮雜萘(PHTH)、5，5'-二硫雙(2-硝基苯甲酸)（DTNB）、花青類染料、熒光素異硫氰酸酯（FITC)、吡啶中的一種或其組合，組裝條件為1-100μL，0.1～1M小分子溶液加入到5μL～5mL溶液Ⅰ中，室溫下350rpm/min振蕩，吸附2～3天。?

步驟（6）所述金殼的生長條件為：溶液Ⅱ中依次加入0.1～5%聚乙烯基吡咯烷酮水溶液（PVP），鹽酸羥胺水溶液（NH2OH·HCl），0.01～1%氯金酸水溶液（HAuCl4），混勻振蕩1分鐘。?

步驟（7）所述金核結構離心洗滌條件為：20℃，3000～10000rpm/min，6分鐘，三次，洗滌液為Milli-Q水，后10～1000μLMilli-Q水重懸浮。?

本發明還提供一種具有高SERS效應的核殼納米金探針，所述核殼納米金探針粒徑為30～50納米，濃度為0.1～1nM。?