[發(fā)明專利]一種可以定量檢測多氯聯(lián)苯的表面增強拉曼光譜的方法

有效

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• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN103616366A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃青;魯逸林
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G01N1/28
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

???本發(fā)明內(nèi)容主要包括制設(shè)計和制備連接了PCB適配體單鏈DNA的金包裹二氧化硅的核殼型納米顆粒，利用其適配體單鏈DNA的表面增強拉曼散射光譜的變化特征，對PCB實現(xiàn)特異性和和定量化的測量和分析。

背景技術(shù)

多氯聯(lián)苯（PCB：Polychlorinated?biphenyls）是一種環(huán)境中不易分解的有機物，大多數(shù)有毒，并會在生物體中富集，從而引起環(huán)境污染，對動物和人類的生存造成危害。對于監(jiān)測和定量分析PCB，傳統(tǒng)方法包括氣相色譜，液相色譜，液質(zhì)聯(lián)用等方法等。光譜的方法也受到人們的重視，比如有磷光及熒光方法進行PCB檢測。但以上的方法中，色譜及質(zhì)譜的方法樣品制備過程復(fù)雜，需要對操作人員進行專業(yè)培訓(xùn)；熒光的方法靈敏，但熒光光譜一般不具備特異性的指紋特征，需要其它輔助手段。

表面增強拉曼散射(SERS：Surface?Enhanced?Raman?Scattering)技術(shù)是一種近年來發(fā)展很快的無損、痕量測量技術(shù)，它是在具有納米級粗糙度的貴金屬顆粒或溶膠表面，在激光的照射下，吸附分子的拉曼散射信號大幅度增強的現(xiàn)象。與傳統(tǒng)的拉曼光譜方法相比，靈敏度一般可以提高6-7個量級，甚至可以達到單分子測量水平。表面增強拉曼光譜技術(shù)不僅具有高靈敏，而且可以提供待測物的“指紋信息”，并且是一種無損檢測手段，非常適合對各種化學(xué)分子進行無損、痕量檢測。不過，利用SERS進行定量化測量仍然是在實際應(yīng)用中待解的難題。本發(fā)明目的就是應(yīng)用表面拉曼光譜方法，通過設(shè)計一種新的、能特異性識別PCB、同時又能產(chǎn)生強的SERS效應(yīng)的納米材料或基底，并利用SERS光譜中特殊的光譜指標(biāo)，從而對PCB進行特異性和定量化的檢測。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明屬于生化分析檢測領(lǐng)域，涉及制備表面用多氯聯(lián)苯（PCB）適配體單鏈DNA進行修飾的金包裹二氧化硅納米材料，該納米材料適合用紅外激光得到表面增強拉曼光譜（SERS），可以對相應(yīng)的多氯聯(lián)苯PCB進行免標(biāo)記、特異性、痕量、定量的檢測，其準(zhǔn)確性和靈敏度較高。該方法在環(huán)境中污染物檢測方面有應(yīng)用前景。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種可以定量檢測多氯聯(lián)苯的表面增強拉曼光譜的方法，包括以下步驟：

（1）首先，采用分步的方法制備均勻的金包裹二氧化硅納米顆粒其等離子體激元共振吸收在700nm-760nm之間，然后利用偶聯(lián)劑將核殼結(jié)構(gòu)納米顆粒固定在石英玻璃片上構(gòu)建SERS基底；

（2）將PCB的適配體DNA在一端連接巰基，這樣，可以通過巰基共價修飾連接到納米顆粒的金殼層表面，連接過程中，可以通過調(diào)節(jié)DNA的濃度，控制DNA在金屬表面的數(shù)量及狀態(tài)；

所述的PCB的適配體為一種DNA，其序列可以通過SELEX方法得到；

（3）把制備的SERS基底浸泡在含有PCB的溶液中，等待足夠時間后取出，用去離子水清洗，然后進行拉曼光譜測量，測量時，可用紅外激光激發(fā)樣品，通過分析某些特征拉曼峰的光譜強度比值從而實現(xiàn)對PCB的定量檢測。

本發(fā)明的優(yōu)點是：

所制備的納米顆粒形態(tài)均一性好，并適合用紅外激光（如：785?nm）得到表面增強拉曼散射效應(yīng)（這樣可以有效避免和減少來自樣品背景熒光的干擾）；

在其表面控制連接了被稱為核酸適配體的特殊單鏈DNA（例如，對PCB77來說，其序列含有多個鳥嘌呤G，可能構(gòu)成G四聚體結(jié)構(gòu)，它可以特異性識別和捕獲PCB77；

利用表面增強拉曼散射光譜，通過分析某些特征拉曼峰的光譜強度比值（例如，對PCB77的測量，可以用I(660cm^-1)/I(736cm^-1)，I(1457cm^-1)/I(736cm^-1)等光譜指標(biāo)分析），從而實現(xiàn)對PCB的高靈敏度、高特異性、痕量、無損、定量檢測；

本發(fā)明中制備的金包裹二氧化硅納米顆粒形貌和粒徑均一性好，其等離子體激元共振吸收出現(xiàn)在750nm處，在785nm^-1激光激發(fā)下有較強SERS增強效應(yīng)；經(jīng)過處理的單鏈DNA在基底的表面具有高度統(tǒng)一的狀態(tài)，當(dāng)適配體與PCB作用時，單鏈DNA會發(fā)生構(gòu)象改變，其拉曼光譜強度變化的大小與被適配體捕獲在金殼層表面的PCB數(shù)量成一定的比例關(guān)系，從而基于SERS技術(shù)可以做到對PCB特異性和定量化的測量。

附圖說明

圖1為基于表面增強拉曼散射光譜，對PCB進行定量檢測技術(shù)路線示意圖；