液相表面增强拉曼光谱传感器的制备方法及其核酸检测的应用

本发明公开了液相表面增强拉曼光谱传感器的制备方法及其核酸检测的应用。该传感器包含检测基底和SERS探针两部分。检测基底为四面体DNA探针修饰的磁核枝杈状金壳纳米颗粒,SERS探针为表面修饰有能与目标核酸杂交的特定碱基序列和拉曼信号分子的金纳米颗粒。检测是,将检测基底、SERS探针与待检测液体样品混合,通过碱基互补配对形成"检测基底目标核酸SERS探针"夹心结构复合物,借助外加磁场分离检测液中的复合物并富集后进行SERS测试,利用SERS信号实现了对于血清中核酸的高灵敏、特异性检测,检测限达到f M,可实现在血清等复杂环境中检测核酸标志物。     

纳米银修饰的超疏水界面用于农药的超灵敏检测

采用化学还原法,在具有不同微观结构的规整的不锈钢网和聚纤维素酯薄膜表面合成了银纳米颗粒.利用氟化试剂对复合界面进行处理,形成超疏水性能的界面,能有效地浓缩目标分子.以罗丹明6G(R 6G)为分析物,纳米银修饰聚纤维素酯薄膜为基底,采用表面增强拉曼散射(SERS)分析了氟化处理前后基底对目标分子的检测能力.实验结果表明,具有超疏水性能的复合基底对R 6G分子的检出限为1 ×10-16 mol/L.以纳米银修饰的不锈钢网和聚纤维素酯两种复合材料为基底,对常用杀虫剂敌百虫的检出限分别为1×10-15 mol/L和1×10-16 mol/L.     

组蛋白乙酰化的耦合增强拉曼散射生物传感方法

提出了一种组蛋白乙酰化修饰检测的耦合增强拉曼散射生物传感新方法. 该方法以金纳米粒子为表面增强拉曼散射(SERS)基底, 表面修饰乙酰化组蛋白H3多肽为识别探针, 对甲氧基苯硫酚(4-MTP)为拉曼标记物, 制备了组蛋白乙酰化修饰检测的SERS纳米探针. 通过紫外可见吸收光谱与动态光散射分析, 证实了组蛋白乙酰化抗体可介导SERS纳米粒子发生可控组装与聚集, 使SERS纳米探针间发生局域电场共振耦合, 产生显著增强的SERS信号. 基于此, 通过待测抗原与SERS纳米探针对抗体的竞争性相互作用, 我们设计了组蛋白乙酰化修饰检测的竞争免疫SERS生物传感方法. 该法操作简便、快速、重现性好, 且裸眼即能进行可视化鉴定. 通过设计不同染料标记的SERS纳米探针, 该法有望实现多种组蛋白修饰的复合检测.     

基于贵金属纳米粒子的SERS活性基底研究进展

表面增强拉曼光谱(SERS)是一种新兴的分析技术,具有很高的检测灵敏度,可以实现单分子量级的检测,并且能够提供丰富的分子结构信息。将SERS发展成为一种具有实际应用意义的分析技术,其关键是制备灵敏度高、稳定性高、重现性好、选择性高的SERS活性基底。对贵金属纳米粒子表面进行分子修饰,或者将贵金属纳米粒子与基质材料进行复合,可以组成融合贵金属纳米粒子的SERS活性并弥补其缺陷的新型SERS基底材料。本文综述了近年来基于贵金属纳米粒子常见的分子修饰和基质复合型SERS活性基底的研究进展。     

表面增强拉曼散射活性基底

表面增强拉曼散射(SERS)是人们将激光拉曼光谱应用到表面科学研究中所发现的异常表面光学现象。它可以将吸附在材料表面的分子的拉曼信号放大106到1014倍,这使其在探测器的应用和单分子检测方面有着巨大的发展潜力。由于分子所吸附的基底表面形态是SERS效应能否发生和SERS信号强弱的重要影响因素,所以分子的承载基体是很关键的,因而SERS活性基底的研究一直是该领域的研究热点之一。本文总结了形态各异的表面增强拉曼散射活性基底,分析了最新发展并对其未来作一展望。     

金表面不同链长烷基硫醇自组装单分子膜表面电势的变化规律

从Helmholtz模型出发,对生长在金表面不同链长烷基硫醇自组装单分子膜(SAM)表面电势的变化规律进行了理论研究.利用量子化学软件Gaussian03和MOPAC,讨论了分子偶极矩、相对介电常数以及分子的倾斜角对SAM表面电势的影响.研究表明,不同链长烷基硫醇SAM中分子的倾斜角随烷基链长度的规律性变化是引起SAM表面电势变化的主要原因.从SAM形成机制出发,对金表面不同链长烷基硫醇SAM表面电势的变化规律及其成因提出了新的解释.     

基于SBA-15的表面增强拉曼基底的制备及对鸡肉和鸡饲料中恩诺沙星的检测

在氨基改性的多孔材料SBA-15表面修饰金纳米颗粒制备了表面增强拉曼(SERS)基底,以四巯基吡啶(4-Mpy)作为探针分子,对基底的SERS性能进行评价.结果显示,利用金纳米粒子在介孔材料中的有效负载形成的结构有利于SERS信号的增强,基底在保存5个月后信号降低幅度较小,稳定性好.将此基底应用于鸡肉和鸡饲料提取液中恩诺沙星的SERS检测,在0.1~1 mg/kg浓度范围内,特征峰的拉曼信号强度与恩诺沙星浓度具有良好线性关系(R~2分别等于0.98和0.99),检测限均达到0.1 mg/kg.该检测方法简单快速、灵敏度高、稳定性好,为SERS技术应用于抗生素的快速检测提供了新的途径.     

纳米金/银修饰的空心/杂化微球的制备及其作为综合性能优异的三维拉曼增强基底的研究

以带正电的聚苯乙烯(PS)微球为模板分别制备出表面层为二氧化硅的杂化微球(PS@Si O2)及空心二氧化硅微球(HSSi,hollow spheres of Si O2).利用巯基硅烷偶联剂的桥联作用将金或银纳米粒子修饰到二氧化硅壳层的外表面,制备出4种结构均匀、体积窄分布的复合粒子:(1)纳米金修饰在空心二氧化硅微球的外表面(HSSi-Au NPs);(2)纳米金修饰在实心的PS/二氧化硅杂化微球(PS为核、二氧化硅为壳层)的外表面(PS@Si O2-Au NPs);(3)纳米银修饰在空心二氧化硅微球的外表面(HSSi-Ag NPs)以及(4)纳米银修饰在实心的PS/二氧化硅杂化微球的外表面(PS@Si O2-Ag NPs).分别利用上述4种复合粒子作为拉曼增强(SERS)基底,并以结晶紫(CV)为探针分子对各基底的拉曼增强效果进行了研究,其CV检测限依次为10-10、10-9、10-11和10-11mol/L,均具有较高的灵敏度.结果表明,以空心二氧化硅微球作为载体的增强效果优于以实心的杂化微球作为载体的增强效果(HSSi-Au NPs对CV的检测限比PS@Si O2-Au NPs对CV的检测限低1个数量级;虽然HSSi-Ag NPs和PS@Si O2-Ag NPs对CV的检测限相同,但对于相同浓度的CV,前者所获得的信号要明显强于后者).多次随机的重复测试表明,上述4种基底均具有优良的重复性.将上述4种基底在实验室放置3个月后用于CV的检测,各个基底仍具有相近的拉曼增强效果,即上述4种SERS基底的稳定性良好.     

小尺寸金石墨纳米颗粒的合成与表征

在表面增强拉曼光谱(SERS)的研究领域中,基于局域表面等离子体共振效应的等离子体SERS基底的制备成为过去几十年的研究热点。然而,通常开发的等离子体金属基底具有较差的稳定性和重现性。对于SERS而言,石墨烯类材料具有拉曼化学增强效应,除此之外,还具有分子富集、强的稳定性与荧光猝灭能力等优点,因此基于石墨金属复合纳米材料的SERS基底受到了研究人员的重视。我们利用化学气相沉积(CVD)法制备了小尺寸的金石墨核壳纳米颗粒(Au@G),其粒径约为17 nm。我们通过在Au NP上包覆介孔二氧化硅来控制Au@G的尺寸,同时还研究了包覆二氧化硅过程中,正硅酸乙酯(TEOS)的浓度对于石墨壳层形成的影响。结果表明当TEOS在一定浓度范围内,其浓度的降低有利于得到石墨化程度高的Au@G。进一步利用Au@G对结晶紫分子进行拉曼检测,也表明了Au@G具有较好的拉曼增强效果。这种小尺寸的Au@G在分子检测与细胞成像分析领域中具有广泛的应用潜力。     

铬酸根离子的SERS检测及磁分离研究

介绍了一种基于表面增强拉曼光谱技术(SERS)的简单快速检测低浓度铬酸根离子的方法. 通过介质中水与铬酸根离子以及修饰在金基底和金纳米粒子表面的羧酸根形成氢键而构建“巯基苯甲酸-金基底/铬酸根-水/巯基苯甲酸-金纳米粒子”三明治结构. 通过检测标记分子的SERS信号判断溶液中是否存在铬酸根离子. 研究表明标记分子的SERS强度与铬酸根离子的浓度有关, 随浓度增加SERS强度呈非线性增强, 在10^－9 mol/L出现转折点. 利用以上三明治结构, 通过引入功能化的Fe₂O₃@Au核壳磁性纳米粒子, 利用外加磁场可富集分离溶液中的铬酸根离子, 经SERS 检测表明10^－5 mol/L的铬酸根离子磁分离后其浓度降低了约4～6个数量级.     

银纳米微球和银纳米棒自组装膜的制备及SERS研究

采用硼氢化钠还原硝酸银,用振荡器在不同转速下振荡得到单分散的银纳米微球和银纳米棒,再将银纳米微球及银纳米棒自组装于被3-氨丙基-三甲氧基硅烷(APTMS)修饰的玻璃基片上,制得了具有表面增强拉曼(SERS)活性的基底,分别以罗丹明6G(R6G)和罗丹明B(RB)为探针分子对这两种基底进行SERS活性检测,结果发现这两种基底均为较理想的SERS衬底。     

磁性Fe_2O_3/Au/Ag复合纳米粒子的制备及其富集作用研究

利用种子生长法制备了磁性Fe2O3/Au/Ag复合纳米粒子,采用UV-vis和SEM对其光学性质以及表面结构的变化进行了表征.通过调节硝酸银的用量,制备了一系列具有不同Ag壳层厚度和表面结构的双金属外壳纳米粒子.以苯硫酚(TP)为探针分子,研究了不同Ag壳厚度的磁性纳米粒子的表面增强拉曼散射(SERS)活性.结果表明其SERS活性与表面结构的改变有关,在同时出现Ag和Au光学性质的Fe2O3/Au/Ag复合纳米粒子表面可观察到最强的SERS效应,这与表面的针孔效应以及Ag和Au之间的耦合增强作用有关.考察了Fe2O3/Au/Ag复合纳米粒子的磁富集作用,并利用SERS原位监测磁富集溶液中低浓度TP的能力,研究结果表明通过磁富集可提高SERS检测限,并且Fe2O3/Au/Ag的磁富集能力较Fe2O3/Au弱,但前者SERS信号较强.     

金纳米粒子修饰的氨基硅胶整体柱的制备及超灵敏表面增强拉曼散射检测

采用溶胶-凝胶法结合超分子模板技术, 以四乙氧基硅烷(TEOS)和3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)作为反应前体, 以十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为超分子模板, 简单快速地制备了一种新型氨基硅胶整体柱, 通过氨基将金纳米粒子组装在整体柱材料孔表面并用于表面增强拉曼散射(SERS)光谱分析. 以对巯基苯胺(PATP)和结晶紫(CV)为拉曼探针, 考察了金纳米粒子修饰的氨基硅胶整体柱用作SERS活性基底的性能. 结果表明, 该整体柱基底具有良好的SERS增强效应, 可检测到的PATP和CV的最低浓度分别为10^-9和10^-11 mol/L. 与金溶胶SERS基底相比, 本文制备的整体柱基底的检测灵敏度显著提高, 并具有良好的信号均一性, 是一种具有现场痕量检测应用潜力的SERS活性基底.     

SERS活性液芯光纤的制备及超灵敏检测应用

表面增强拉曼光谱 (SERS)和表面增强共振拉曼光谱 (SERRS)技术的发展使拉曼光谱在各方面的应用突飞猛进 .利用粗糙银电极、蒸镀银岛膜、金和银溶胶的自组装膜等方法制备 SERS活性基底 ,可使拉曼光谱对样品的检测浓度达到 1 0 - 7～ 1 0 - 12 mol/ L,目前可在 1 .0 n L 内检测数十个分子[1～ 3] .1 997年 Nie[4 ] 和 Kneipp等[5] 几乎同时报道拉曼检测达到了单分子水平 .表面修饰的光纤作为传感器 ,在实时、原位或现场检测等应用领域的研究十分活跃 [6～ 9] .液芯光纤作为光纤光谱研究的分支 ,以其在液体样品检测中的独特优势备受关注…     

pH值和阴离子对吡啶2,6-二羧酸在金纳米颗粒表面的增强拉曼散射的影响

表面增强拉曼散射(SERS)被用于检测细菌芽抱中的一种重要的标志物吡啶2,6-羧酸(DPA).以聚乙烯吡啶烷酮(PVP)为粘合剂,将60 nm的金粒子组装到表面打磨光滑的金电极上,制备稳定、灵敏的SERS基底.通过不同pH值下吸附在金基底上的DPA的SERS特征,考察DPA分子吸附构型发生的变化,并分析酸根离子对其吸附...     

SERS结合光谱法研究正壬酸香草酰胺与人血清白蛋白的相互作用

在模拟生理条件下,以金纳米颗粒(AuNPs)作为增强基底,归属正壬酸香草酰胺分子(OC)的表面增强拉曼光谱(SERS)特征峰,确定了其在基底表面的吸附方式.通过对比与人血清白蛋白(HSA)识别前后OC分子SERS光谱的变化情况,推测OC分子通过甲氧基与HSA进行结合,在AuNPs基底上的吸附方式也由垂直吸附转为倾斜吸附...     

SERS标记的金纳米棒探针用于免疫检测

报道了基于金纳米棒表面增强拉曼散射(SERS)的免疫检测. 将拉曼活性分子对巯基苯甲酸吸附于金纳米棒表面, 制备出SERS标记的金纳米棒探针. 该探针和蛋白抗体结合形成SERS标记抗体. 通过SERS标记抗体、待测抗原和俘获抗体(固体基底上修饰的抗体, 即俘获抗体)之间的免疫应答反应, 将金纳米棒探针组装到固体基底上, 形成SERS标记抗体-抗原-俘获抗体 “三明治”夹心复合体. 待测抗原浓度越大, 固体基底上俘获的金纳米棒探针的数目越多, 从而可通过SERS信号的强弱来检测待测抗原的浓度. 由于金纳米棒的表面等离子体共振(SPR)峰位置可以在较宽的范围内调控, 可通过激发光和SPR的耦合来提高SERS信号, 从而提高免疫检测的灵敏度. 单组分抗原可检出的浓度范围高于1×10－8 mg/mL.     

磁性Ag@Fe3O4@C负载纳米金的制备及其SERS性能

利用一步溶剂热法制备了具有核壳结构的Ag@Fe_3O_4磁性纳米颗粒,然后以葡萄糖作为碳源对Ag@Fe_3O_4进行包覆,再利用酰胺化反应成功的将聚乙烯亚胺(PEI)修饰到Ag@Fe_3O_4@C表面,最后以N-Au共价键的方式将Au纳米粒子组装到Ag@Fe_3O_4@C表面。以4-巯基苯甲酸(4MBA)为拉曼活性探针分子来考察该复合纳米材料的表面增强拉曼(SERS)性能。通过控制Au纳米粒子的加入量,来调节Ag@Fe_3O_4@C-Au复合纳米材料的SERS活性。通过实验测试及利用时域有限差分法(FDTD)得出不同纳米金用量包覆的Ag@Fe_3O_4@C磁性纳米颗粒对4MBA的SERS效果依次为Ag@Fe_3O_4@C-Au-40Ag@Fe_3O_4@C-Au-10Ag@Fe_3O_4@C-Au-60Ag@Fe_3O_4@C,其中Ag@Fe_3O_4@C-Au-40的饱和磁化强度为411 A·g-1,其对4MBA的检测限为1×10-9 mol·L-1。这种功能性复合材料既具有良好的SERS活性,又可通过外加磁场的方式实现对待测分子的分离、富集。     

基于MOF@TiN-Ag/银溶胶复合基底的茶碱表面增强拉曼检测

以制备的MOF@TiN-Ag/银溶胶复合基底为表面增强拉曼光谱(SERS)活性基底，对茶碱进行SERS检测，探讨了基于该复合基底的表面增强拉曼技术在药物检测方面的应用。首先，利用电化学阳极氧化结合氨气还原氮化法制备了氮化钛纳米管阵列，随后通过电化学沉积法制备TiN-Ag复合基底，并在其表面原位生长金属有机框架(MOF)包覆层得到MOF@TiN-Ag复合基底，将茶碱与银溶胶混合后滴加在该复合基底上进行表面增强拉曼光谱检测。结果表明，MOF@TiN-Ag/银溶胶复合基底中存在面心立方晶型TiN、金属单质Ag和MOF钴基3种物相；扫描电镜结果显示，TiN纳米管排列整齐，Ag纳米结构呈树枝状均匀分散在其表面；作为隔绝层的MOF粒子形状规整，覆盖在TiN-Ag表面；银溶胶纳米粒子呈圆球状分布在MOF@TiN-Ag复合基底表面。由于银纳米粒子与TiN-Ag复合基底可发生协同增强作用，加之MOF的富集特性，使得该复合基底具有优异的SERS性能，其对茶碱溶液的SERS检出限为1×10^-5 mol/L，检测性能良好。所制备的MOF@TiNAg/银溶胶复合基底拓宽了SERS在药物检测...     

银纳米枝的合成及表面增强拉曼效应

利用硝酸银与铜之间发生置换反应原理, 在铜箔上得到了有序的银纳米枝结构, 用十二烷基磺酸钠(SDS)为表面活性剂, 通过调控前驱体硝酸银的浓度, 可在铜箔上得到不同密度的银纳米枝. 表面拉曼增强实验结果表明, 当分别以对巯基苯胺(4-ATP)、腺嘌呤和罗丹明G6为探针分子时, 有序的银纳米枝结构比无序的银纳米粒子具有更好的拉曼增强活性; 且随银纳米枝密度的增加, 表面拉曼增强活性有所提高. 该有序的银纳米枝结构是较好的表面增强拉曼(SERS)活性基底, 在有机分子和生物分子的SERS检测方面将具有一定的应用前景.