[發明專利]一種拉曼增強蛋白質檢測的納米探針器件及其制備方法

有效

• 申請號: 201711401244.0
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108132351B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 嚴長浩;嚴欣;劉康宇
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: G01N33/68
• 分類號: G01N33/68;G01N33/543;G01N21/65
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務所 32106
• 代理人: 江平

一種拉曼增強蛋白質檢測的納米探針器件及其制備方法，涉及納米材料學、生命分析化學領域，探針核心為具有氧化還原活性的聚苯乙烯醛基微球，表面包覆有銀納米粒子，最外層吸附著蛋白質分子。本發明通過設計的表面增強蛋白質檢測的納米探針，充分利用銀納米粒子的表面等離子體相互作用產生強烈的局域電磁場強度，極大增強了拉曼信號。同時這些銀納米粒子與蛋白質存在Ag?S鍵結合，并且在這些銀納米粒子點間隙處，形成蛋白質上的氨基與聚苯乙烯醛基微球表面的醛基共價結合反應，從而固定了更多的蛋白質，對檢測低濃度的蛋白質有很大幫助。此納米探針重復性強，價格低廉，制備簡單。

技術領域

本發明涉及納米材料學、生命分析化學領域，具體涉及納米探針器件的制備技術。

背景技術

表面增強拉曼光譜（Surface Enhanced Raman Spectrum，SERS）是一種超靈敏快速通用分析工具，在環境監控、生物醫學、食品安全等領域展示出廣泛的應用前景。表面增強拉曼光譜信號強度比普通拉曼光譜強度高幾個到十幾個數量級，因此表面增強拉曼散射信號被用于極低濃度甚至單分子的檢測，并且在檢測有機分子和生物分子時顯示出非常簡便、快速、廉價的技術特點。

但是，SERS 檢測在實際應用中，一個主要的障礙是缺乏一種高效靈活的方法用于可重復性大規模制備高穩定性 SERS基底。隨著現代納米技術的飛速發展，大規模合成高靈敏、可重復性的 SERS基底，已成為一種可能。

發明內容

鑒于以上不足，本發明的目的旨在提出一種拉曼增強蛋白質檢測的納米探針器件，以解決產品制法重復性低、操作復雜、制備成本大的問題。

本發明所述的拉曼增強蛋白質檢測的納米探針器件為在載玻片表面固定有拉曼增強蛋白質檢測的納米探針，所述拉曼增強蛋白質檢測的納米探針的核心為具有氧化還原活性的聚苯乙烯醛基微球，在所述微球表面包覆銀納米粒子，在所述銀納米粒子外包裹蛋白質分子。

本發明充分利用銀納米粒子的表面等離子體相互作用產生強烈的局域電磁場強度，極大增強了拉曼信號。同時這些銀納米粒子與蛋白質存在Ag-S鍵結合，并且在這些銀納米粒子點間隙處，形成蛋白質上的氨基與聚苯乙烯醛基微球表面的醛基共價結合反應，從而固定了更多的蛋白質，對檢測低濃度的蛋白質有很大幫助，并為納米材料學、生命分析化學的發展鋪墊了研究技術。

本發明還提出以上拉曼增強蛋白質檢測的納米探針器件的制備方法。

方法步驟如下：

1）以偶氮二異丁腈為引發劑，聚乙烯吡咯烷酮為分散劑，乙醇和水作為溶劑，將苯乙烯與丙烯醛共聚，制得聚苯乙烯醛基微球；

2）將聚苯乙烯醛基微球溶于無水乙醇后，與銀氨水溶液混合，在80℃恒溫條件下攪拌反應，取得表面包覆銀納米粒子的聚苯乙烯醛基微球；

3）將BSA蛋白質的磷酸鹽緩沖溶液與表面包覆銀納米粒子的聚苯乙烯醛基微球混合，在37℃下振蕩孵育1小時，經超聲離心除去過量的BSA蛋白質后，取得拉曼增強蛋白質檢測的納米探針溶液；

4）將載玻片浸沒于拉曼增強蛋白質檢測的納米探針溶液中，經過1小時后取出，再放入25℃恒溫真空干燥箱烘干1小時，取出，得拉曼增強蛋白質檢測的納米探針器件。

本發明以表面包覆銀納米粒子的聚苯乙烯醛基微球作為SERS基底材料，蛋白質溶液作為被檢測物，將二者一體化，混合孵育后作為納米探針進行器件化。本發明的特點是成型方便、工藝簡單，且材料具有較高的拉曼增強特性。

本發明的創新點在于：

1、通過表面包覆銀納米粒子的聚苯乙烯醛基微球上銀納米粒子的表面等離子體相互作用在單粒子體系中構建電磁場增強的局域“熱點”（hot-spots），達到二維有序襯底產生“熱點”的目的，并且同時實現BSA分子的拉曼散射信號增強的目的。