[發(fā)明專利]一種紙基耦合增強(qiáng)拉曼傳感器制備及其在大田軟海綿酸檢測中的應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2019-11-14
• 公開（公告）號: CN110702665B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙珮妮;于京華;劉煥英
• 申請（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 濟(jì)南譽(yù)豐專利代理事務(wù)所(普通合伙企業(yè)) 37240
• 代理人: 趙鳳

本發(fā)明提供了一種基于適配體特異性虜獲性能的紙基耦合增強(qiáng)拉曼（SERS）傳感器及其制備方法，并提供其在海洋水體和海產(chǎn)品中大田軟海綿酸的高特異性分析。在紙纖維表面還原誘導(dǎo)組裝致密、有序的納米金顆粒，構(gòu)筑表面等離子體共振納米金紙SERS基底；原位合成三維空間樹突狀3D銀材料，構(gòu)建高熱點密度電磁場增強(qiáng)的SERS耦合雙層，引入互補(bǔ)DNA鏈建立特異性虜獲?表面耦合增強(qiáng)拉曼分析界面，實現(xiàn)拉曼光譜快速的精確分析，達(dá)到現(xiàn)場檢測的目的，制備方法簡單，成本低廉，可大規(guī)模制備，為海水治理提供理論與技術(shù)支持。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一類基于適配體特異性虜獲性能的紙基耦合增強(qiáng)拉曼傳感器，特別涉及一種互補(bǔ)DNA鏈的紙基表面增強(qiáng)拉曼傳感器及其制備方法和在海洋水體及海產(chǎn)貝類中大田軟海綿酸檢測中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

大田軟海綿酸是一種親脂、耐熱的聚醚類腹瀉藻毒素。日本和英國分別于1976年和1997年均發(fā)生過因大田軟海綿酸污染引起的食物中毒事件。目前雖尚未見人類因大田軟海綿酸中毒致死的報道，但已顯示出其對腫瘤的促進(jìn)作用，以及致突變和免疫毒素的作用。而含大田軟海綿酸藻類幾乎遍布全球主要海域。因此，開發(fā)一種可以實現(xiàn)海洋水體及海洋貝類中大田軟海綿酸的現(xiàn)場快速檢測方法對人類生命健康安全、貝類養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展、海洋污染及重大石油泄漏的快速預(yù)警響應(yīng)及海洋生態(tài)環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測等均具有重大意義。近年來檢測貝類樣品中大田軟海綿酸殘留的新方法包括生物測定法、液相色譜質(zhì)譜法（LC-MS）、蛋白質(zhì)磷酸酶抑制試驗、生物傳感和酶聯(lián)免疫吸附法等。目前，高效液相色譜與熒光檢測相結(jié)合，已被廣泛應(yīng)用于海產(chǎn)品毒素的檢測，LC-MS和液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜也獲得越來越多的應(yīng)用。但由于其需要昂貴的設(shè)備和專業(yè)技術(shù)人員，無法滿足海水污染事件及食品中毒重大事件的現(xiàn)場、即時、快速響應(yīng)需求。

表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS）是利用貴金屬表面等離子體共振（SPR）效應(yīng)增強(qiáng)附近分子拉曼散射光譜的一種技術(shù)。SERS具有良好的靈敏度、無創(chuàng)檢測能力和獨(dú)特的指紋效應(yīng)，是一種快速、準(zhǔn)確檢測多組分的強(qiáng)大技術(shù)。對于超靈敏的SERS分析，貴金屬納米結(jié)構(gòu)的電磁和化學(xué)增強(qiáng)機(jī)理是應(yīng)用最廣泛的理論，在相鄰納米粒子之間的近場區(qū)域重疊稱為“熱點”的區(qū)域，局域場增強(qiáng)效果最強(qiáng)。SERS分析技術(shù)在食品安全、環(huán)境保護(hù)、疾病檢測和光電器件等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。目前，許多具有較大拉曼增強(qiáng)能力和良好再現(xiàn)性的SERS固相基底是在硅片、玻璃等基底上通過物理氣相沉積，原子層沉積，聚焦離子束光刻和其他策略修飾的良好有序的周期性銀或金納米顆粒陣列所構(gòu)成。然而，上述基底由于成本高、制備過程復(fù)雜且耗時、靈活性差等原因，不適于大規(guī)模加工制備及現(xiàn)場分析應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

具有輕質(zhì)，易組裝和強(qiáng)信號增強(qiáng)能力的低成本拉曼基底最近受到越來越多的關(guān)注。作為一種柔性多功能材料，紙因其具有多孔，大比表面積，豐富的羥基和毛細(xì)管驅(qū)動力的特性，成為一種有前途的拉曼基底候選物。本發(fā)明提供了一種基于適配體特異性虜獲性能的紙基耦合增強(qiáng)拉曼傳感器及其制備方法，并提供其在大田軟海綿酸檢測中的應(yīng)用。該傳感器是一種基于適配體特異性虜獲的耦合增強(qiáng)紙基SERS傳感器，用于海洋水體和海產(chǎn)貝類中大田軟海綿酸殘留的高特異性和高效分析。依據(jù)紙纖維的立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及紙基可操控性、上下貫通等特性，利用貴金屬納米粒子的自催化生長原理，在紙纖維表面催化還原誘導(dǎo)組裝致密、有序、排布均勻的納米金顆粒，構(gòu)筑基于表面等離子體共振的納米金紙SERS基底；原位合成三維空間樹突狀3D銀材料，構(gòu)建高熱點密度電磁場增強(qiáng)的SERS耦合雙層，引入互補(bǔ)DNA鏈建立特異性虜獲-表面耦合增強(qiáng)拉曼分析界面，實現(xiàn)拉曼光譜快速的精確分析。耦合SERS增強(qiáng)紙傳感器可快速地對海洋水體和海產(chǎn)貝類中大田軟海綿酸進(jìn)識別和虜獲，而達(dá)到現(xiàn)場檢測的目的，制備方法簡單，成本低廉，可大規(guī)模制備，可根據(jù)需求剪裁和折疊組裝，方便攜帶至現(xiàn)場，且具有較高的選擇性和精密度，為海水治理提供理論與技術(shù)支持。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種基于互補(bǔ)DNA鏈的紙基表面增強(qiáng)拉曼傳感器的制備方法，包括如下步驟：