CN103344616A - 单颗粒银纳米立方体表面等离子体共振探针及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于肺癌早期检测的单颗粒银纳米立方体表面等离子体共振探针及其制备方法。首先，将定量的银氨溶液，葡萄糖溶液和十六烷基三甲基溴化铵溶液依次加入到反应釜中反应，制得银纳米立方体溶液；然后，将银纳米立方体修饰到清洗干净的玻璃基底表面得银纳米立方体玻璃基底；最后将单链DNA分子固定在制得的银纳米立方体玻璃基底表面即制得一种用于肺癌早期检测的单颗粒银纳米立方体表面等离子体共振探针。所制备的表面等离子体共振探针粒径在50~70nm之间，检测灵敏度达到1fM，散射光谱峰位于470~530nm。

Description

单颗粒银纳米立方体表面等离子体共振探针及其制备方法

技术领域

本发明涉及表面等离子体共振探针，特别是一种用于肺癌早期检测的单颗粒银纳米立方体表面等离子体共振探针及其制备方法。

背景技术

肺癌是我国目前发病率最高的恶性肿瘤之一，发病死率高。导致肺癌高病死率的重要原因是在肺癌诊断时，大部分患者病情已经发展到后期，失去治疗时机。因此早期诊断肺癌具有非常重要的意义。目前常见的检测方法包括，痰细胞和胸部X线造影检查、荧光支气管镜检查、PCR技术、CT、支气管活检等。这些方法或者只能在肺癌组织足够大的情况下才能检出，或者依赖于相应设备完成、成本高，或者会给患者造成痛苦，难以用于普查。因此利用肺癌标志物进行肺癌的早期检测成了学者们竞相研究的热点。

在肺癌发生的早期，患者体内出现了许多肺癌生物标志物，主要有癌胚蛋白（CEA）、细胞角蛋白 21-1 片段(CYFRA 21-1)、维生素 A 结合蛋白（RBP）、神经元特异性烯醇化酶（NSE）、以及核酸标志物 MicroRNA（如miR-29、miR-205, miR-99 b、miR-203和miR-202）等。

基于银纳米粒子的表面等离子体共振生物传感器具有灵敏度高、免标记，能够实现实时、快速、在线检测等优点，是一种有潜力的肺癌早期检测物。但传统的银纳米粒子表面等离子体共振探针具有标志物结合信号弱，需要修饰增强因子，制备过程复杂等缺点，因此，投入临床应用还有很长的路要走。

本发明采用界面修饰技术将银纳米粒子修饰到玻璃表面，同时对银纳米粒子进行生物功能化改造增强检测响应灵敏度，利用现代仪器分析方法对得到的材料进行表征，并结合表面等离子体共振技术对其在肺癌早期检测性能方面进行分析，具有结构简单，制备方便，检测灵敏度高等优点。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种用于肺癌早期检测的单颗粒银纳米立方体表面等离子体共振探针及其制备方法。

技术方案：本发明的一种用于肺癌早期检测的单颗粒银纳米立方体表面等离子体共振探针，具有良好的微量检测性能，可结合表面等离子体共振和拉曼技术在肺癌早期检测方面进行分析。

本发明的单颗粒银纳米立方体表面等离子体共振探针为单链DNA修饰的银纳米立方体表面等离子体共振探针，其结构是：银纳米立方体固定在预处理过的玻璃表面，识别单链DNA通过功能基团连接到银纳米立方体表面。

所述表面等离子体共振探针以银纳米立方体为基础，粒径在50~70 nm之间，散射光谱峰位于470~530 nm。

本发明的的单颗粒银纳米立方体表面等离子体共振探针的制备方法包括以下步骤：

1）银纳米立方体的制备

首先，将10~20 mM银氨溶液，2~9 mM葡萄糖溶液和40~70 mM十六烷基三甲基溴化铵溶液在室温下依次快速加入到反应釜中在100~150℃下反应10~12 h，其中银氨溶液与十六烷基三甲基溴化铵溶液浓度比为10: 1；然后，取出反应后溶液离心并超声分散后制得银纳米立方体溶液；

2）银纳米立方体玻璃基底的制备

首先，依次使用洗洁精溶液、丙酮、无水乙醇、超纯水将玻璃基底各超声清洗；然后，将清洗干净的玻璃基底取出用氮气吹干后静置于步骤1）中制备的银纳米立方体溶液中，浸泡后取出用超纯水冲洗并用氮气吹干；

3）单链DNA分子的固定

首先，用紫外-臭氧清洗机照射步骤2）中制备的银纳米立方体玻璃基底10~25min，清洗后用超纯水冲洗并用氮气吹干；然后将吹干的玻璃基底置于1 uM 的单链DNA溶液中经摇床25℃摇匀10~15 h；最后，取出玻璃基底用超纯水冲洗并用氮气吹干。

有益效果： 本发明的单颗粒银纳米立方体表面等离子体共振探针具有结构简单、制备方便、检测灵敏度高等优点，是实现肺癌早期检测的理想产品。

附图说明

图1是探针结构及识别原理图，

图2是银纳米立方体的SEM图，

图3是实施例7的表面等离子体共振散射光谱图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1 ~ 7各组分配比及性能参数如表1：

表1 实施例1~7各性能参数

由表1可知，所有的实施例中结合miRNA-21后的表面等离子体共振散射光谱都有明显的红移现象发生，其中实施例7在1 fM的结合量下光谱红移15 nm，说明表面等离子体共振探针在微量标示物存在情况下依旧具有优异的检测性能，检测灵敏度达到1 fM。

实施例1~7采用相同的制备方法，具体步骤如下：

1）银纳米立方体的制备

首先，将定量的银氨溶液（5~8 ml，10~20 mM），葡萄糖溶液（10~15 ml，2~9 mM）和十六烷基三甲基溴化铵溶液（3~6 ml，40~70 mM）（其中银氨溶液与十六烷基三甲基溴化铵溶液浓度比为10: 1）在室温下依次快速加入到反应釜中在100~150℃下反应10~12 h；然后，取出反应后溶液离心（3500~6500 rpm，10~20 min）并超声分散（3~10 min）后制得银纳米立方体溶液；

2）银纳米立方体玻璃基底的制备

首先，依次使用洗洁精溶液、丙酮、无水乙醇、超纯水将玻璃基底各超声清洗；然后，将清洗干净的玻璃基底取出用氮气吹干后静置于步骤1）中制备的银纳米立方体溶液中，浸泡1~2 min后取出用超纯水冲洗并用氮气吹干；

3）单链DNA分子的固定

首先，用紫外/臭氧清洗机照射步骤2）中制备的银纳米立方体玻璃基底10~25min，清洗后用超纯水冲洗并用氮气吹干；然后将吹干的玻璃基底置于1 uM 的单链DNA溶液中经摇床25℃摇匀10~15 h；最后，取出玻璃基底用超纯水冲洗并用氮气吹干。

Claims (3)

1.一种单颗粒银纳米立方体表面等离子体共振探针，其特征在于，该表面等离子体共振探针为单链DNA修饰的银纳米立方体表面等离子体共振探针，其结构是：银纳米立方体固定在预处理过的玻璃表面，识别单链DNA通过功能基团连接到银纳米立方体表面。

2.根据权利要求1所述的单颗粒银纳米立方体表面等离子体共振探针，其特征在于：所述表面等离子体共振探针以银纳米立方体为基础，粒径在50~70 nm之间，散射光谱峰位于470~530 nm。

3.一种如权利要求1所述的单颗粒银纳米立方体表面等离子体共振探针的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下步骤：

1）银纳米立方体的制备

首先，将10~20 mM银氨溶液，2~9 mM葡萄糖溶液和40~70 mM十六烷基三甲基溴化铵溶液在室温下依次快速加入到反应釜中在100~150℃下反应10~12 h，其中银氨溶液与十六烷基三甲基溴化铵溶液浓度比为10: 1；然后，取出反应后溶液离心并超声分散后制得银纳米立方体溶液；

2）银纳米立方体玻璃基底的制备

首先，依次使用洗洁精溶液、丙酮、无水乙醇、超纯水将玻璃基底各超声清洗；然后，将清洗干净的玻璃基底取出用氮气吹干后静置于步骤1）中制备的银纳米立方体溶液中，浸泡后取出用超纯水冲洗并用氮气吹干；

3）单链DNA分子的固定

首先，用紫外-臭氧清洗机照射步骤2）中制备的银纳米立方体玻璃基底10~25min，清洗后用超纯水冲洗并用氮气吹干；然后将吹干的玻璃基底置于1 uM 的单链DNA溶液中经摇床25℃摇匀10~15 h；最后，取出玻璃基底用超纯水冲洗并用氮气吹干。

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