[發(fā)明專利]混合晶態(tài)半導(dǎo)體納米粒子作為表面增強激光拉曼光譜的基底的應(yīng)用

在審

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• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN114113028A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林杰;徐夏薇;吳愛國;何孟
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所慈溪生物醫(yī)學(xué)工程研究所;中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;C01G23/047;C01G9/02;C01G49/08;C01G19/02;C01F17/235;C01F17/10;C01G39/02;C01G3/02;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 北京元周律知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11540
• 代理人: 楊曉云

本申請公開了混合晶態(tài)半導(dǎo)體納米粒子作為表面增強激光拉曼光譜的基底的應(yīng)用。所述一種混合晶態(tài)半導(dǎo)體納米粒子作為表面增強激光拉曼光譜的基底的應(yīng)用，所述混合晶態(tài)半導(dǎo)體納米粒子選自具有晶體和非晶體組合結(jié)構(gòu)的金屬氧化物。所述混合晶態(tài)半導(dǎo)體納米粒子不但具有高選擇性表面增強拉曼散射效應(yīng)，而且具有比半導(dǎo)體晶體更高的表面增強拉曼靈敏度，有助于提高生物檢測靈敏度。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及混合晶態(tài)半導(dǎo)體納米粒子作為表面增強激光拉曼光譜的基底的應(yīng)用，屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

惡性腫瘤(癌癥)已經(jīng)成為嚴重威脅中國人群健康的主要公共衛(wèi)生問題之一，根據(jù)最新的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示惡性腫瘤死亡占居民全部死因的23.91％，且近十幾年來惡性腫瘤的發(fā)病死亡率均呈持續(xù)上升態(tài)勢。有關(guān)數(shù)據(jù)表明早期腫瘤病人治愈后生存率在80％以上而中期癌癥病人術(shù)后5年生存率較低。因此，發(fā)展一種早期檢測與治療腫瘤的方法成為全世界共同關(guān)注的問題。傳統(tǒng)的臨床影像學(xué)診斷方法(如MRI、CT、PET等)很難實現(xiàn)有效的腫瘤早期診斷。CTCs的檢測及評估有助于理解腫瘤轉(zhuǎn)移機制，并指導(dǎo)腫瘤治療，從而為推斷預(yù)后提供可靠參考，此外，還有助于判斷治療效果以及監(jiān)測腫瘤的轉(zhuǎn)移或復(fù)發(fā)，因此是一種具有高度可行性且高信息含量的新型診斷手段。

拉曼光譜作為表征分子振動能級的指紋光譜，在物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)以及材料科學(xué)等領(lǐng)域一直扮演著重要的角色。表面增強拉曼散射(SERS)的發(fā)現(xiàn)可大大提高基底與分子間的能量轉(zhuǎn)移，避免了熒光背景的干擾，使拉曼散射光譜檢測的精度產(chǎn)生飛躍。SERS的超高靈敏度檢測為生命科學(xué)及單分子研究提供了一種很好的手段。由于在腫瘤早期時人體外周血中的CTC濃度很低，具有超高靈敏度的SERS技術(shù)是檢測CTC的最佳手段之一。

現(xiàn)有的用于檢測CTC的具有表面增強拉曼散射功能的納米材料普遍存在檢測靈敏度低且要求待檢液具有較高的待檢癌細胞濃度，這無疑在一定程度上限制了腫瘤的早期發(fā)現(xiàn)和預(yù)后。近年來，貴金屬納米粒子復(fù)合材料已成功用于CTC檢測，其雖然具有檢測靈敏度高的優(yōu)勢，但是其較差的生物兼容性、信號重復(fù)性及無選擇性增強特性，從某種角度上制約了其在CTC領(lǐng)域的進一步發(fā)展。半導(dǎo)體材料在生物組分鑒定和生物傳感等多種應(yīng)用領(lǐng)域上的引入展現(xiàn)了光譜穩(wěn)定性和重現(xiàn)性高，抗干擾能力強，靶分子選擇性增強等優(yōu)勢。然而，半導(dǎo)體材料作為SERS基底是相對較弱的增強因子，這阻礙了其廣泛應(yīng)用。因此，提高半導(dǎo)體材料的增強因子是開發(fā)高性能半導(dǎo)體SERS基底的關(guān)鍵。

綜上所述，本領(lǐng)域急需開發(fā)一種新型的、具有高檢測靈敏度、選擇性增強特性、優(yōu)異的生物兼容性和高檢測信號重復(fù)性的表面增強拉曼散射功能的半導(dǎo)體復(fù)合納米材料用于檢測CTC的高效檢測。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本申請的一個方面，提供一種混合晶態(tài)半導(dǎo)體納米粒子作為表面增強激光拉曼光譜的基底的應(yīng)用，所述混合晶態(tài)半導(dǎo)體納米粒子作為表面增強激光拉曼光譜的基底，不但具有高選擇性表面增強拉曼散射效應(yīng)，而且具有比半導(dǎo)體晶體更高的表面增強拉曼靈敏度，有助于提高生物檢測靈敏度。

一種混合晶態(tài)半導(dǎo)體納米粒子作為表面增強激光拉曼光譜的基底的應(yīng)用，所述混合晶態(tài)半導(dǎo)體納米粒子選自具有晶體和非晶體組合結(jié)構(gòu)的金屬氧化物。

可選地，所述混合晶態(tài)半導(dǎo)體納米粒子具有晶體核和無定型非晶殼層的核殼結(jié)構(gòu)。

可選地，所述混合晶態(tài)半導(dǎo)體納米粒子具有晶體核和無定型非晶殼層的核殼結(jié)構(gòu)，核殼比參數(shù)為0.01～100。

可選地，所述核殼比參數(shù)上限選自0.1、10、20、25、30、50、80、100。

可選地，所述核殼比參數(shù)下限選自0.01、0.04、10、20、25、30、50、80。

可選地，所述混合晶態(tài)半導(dǎo)體納米粒子的形狀為十二面體、八面體、六面體、四面體、球型、棒型、片型、納米籠型、無規(guī)則型中的任意一種或多種組合。