CN106680262A - 一种利用纳米粒子小聚体检测杆菌类标志物的方法 - Google Patents

一种利用纳米粒子小聚体检测杆菌类标志物的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106680262A
CN106680262A CN201710003856.8A CN201710003856A CN106680262A CN 106680262 A CN106680262 A CN 106680262A CN 201710003856 A CN201710003856 A CN 201710003856A CN 106680262 A CN106680262 A CN 106680262A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nanoparticle
little
aggressiveness
mark
detection bar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710003856.8A
Other languages
English (en)
Inventor
成汉文
陈浩天
朱丽莹
罗谨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Institute of Technology
Original Assignee
Shanghai Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Institute of Technology filed Critical Shanghai Institute of Technology
Priority to CN201710003856.8A priority Critical patent/CN106680262A/zh
Publication of CN106680262A publication Critical patent/CN106680262A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/65—Raman scattering
    • G01N21/658—Raman scattering enhancement Raman, e.g. surface plasmons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y15/00—Nanotechnology for interacting, sensing or actuating, e.g. quantum dots as markers in protein assays or molecular motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

本发明公开了一种利用纳米粒子小聚体检测杆菌类标志物的方法。本发明利用花菁染料分子作为桥梁将单个的纳米粒子进行“两‑两交联”构建成纳米粒子小聚体，再以纳米粒子小聚体作为表面增强拉曼光谱SERS中的增强基底，用于检测杆菌类芽孢中特有的成分(生物标志物)。本发明的纳米粒子小聚体具有很强的“热点”效应，可以检测杆菌类芽孢中特有的成分，实现微量分析物的灵敏检测。

Description

一种利用纳米粒子小聚体检测杆菌类标志物的方法
技术领域
本发明属于表面增强拉曼光谱技术领域，具体的说，涉及一种利用纳米粒子小聚体检测杆菌类标志物的方法。
背景技术
不同种类的纳米粒子合成于制备、表征及应用的报道已有很多，但是纳米粒子小聚体的可控合成及应用仍是很有意义的话题，因为纳米粒子小聚体在开发独特的光学、电学和生物分子识别等性能中有着很大的重要性。
利用染料分子作为纳米粒子表面上的拉曼信号分子的研究已有一些报道，但是利用染料分子作为桥梁分子构建纳米粒子小聚体的研究还少有报道。通过此类方法构建的纳米粒子小聚体可以作为表面增强拉曼光谱(简称“SERS”)中的增强基底，其具有很强的“热点”效应。利用此类增强基底可以进行菌类等生物检测，如可以形成芽孢的杆菌类菌种的检测。
前期已有报道是利用SERS效应很强的银纳米粒子进行SERS检测杆菌类芽孢中生物标志物的方法，但是在生物体系中，银粒子表面易被氧化而导致其稳定性下降，如果采用表面稳定性高且生物兼容性广的金粒子，相信这方面的检测应用前景更开阔。
发明内容
针对以上问题，本发明的目的是提供一种稳定的、SERS效应强的利用纳米粒子小聚体检测杆菌类生物标志物的方法。
为了实现上述目的，本发明发用的技术方案为：
本发明提供一种利用纳米粒子小聚体检测杆菌类标志物的方法，其是通过利用花菁染料分子作为组装分子，在纳米尺寸范围的金纳米粒子上组装花菁染料分子，作为桥梁将单个的纳米粒子进行“两-两交联”构建成纳米粒子小聚体，作为表面增强拉曼光谱SERS中的增强基底，用于检测杆菌类芽孢中的生物标志物，生物标志物为2，6‐吡啶二羧酸。
本发明中，所述的金纳米粒子的尺寸小于100纳米。
本发明中，所述花菁染料分子的分子式为C39H45IN2或C31H41IN2。
本发明中，所述的杆菌类为芽孢杆菌类。
本发明提供的利用纳米粒子小聚体检测杆菌类标志物的方法，具体步骤如下：
1)1.5～2mL的质量百分数0.5～1.5wt％的HAuCl4水溶液与40～60mL的水混合后边加热边搅拌直至沸腾，而后加入4～8mL的0.5～1.5wt％柠檬酸钠溶液，反应10～20分钟；反应结束时冷却至室温，得到表面携带柠檬酸根离子的不同尺寸金纳米粒子溶胶；
2)将含有0.02～0.2微摩尔的花菁染料溶液加入到步骤1)得到的金纳米粒子溶胶中，调节酸碱度在pH 3～5范围内，室温搅拌，获得纳米粒子小聚体溶液；
3)在步骤2)得到的纳米粒子小聚体溶液中加入含有2，6‐吡啶二羧酸的溶液，混合均匀，然后用玻璃毛细管吸取适量于置于拉曼光谱仪的样品台上进行检测。
本发明的杆菌类生物标志物灵敏检测的方法，具有以下优点：
(1)粒子聚合效率高。本发明采用花菁染料分子作为桥梁，其分子结构中的共轭基团与相邻分子结构中的同种基团形成“π-π共轭效应”，将每单个的纳米粒子与相邻粒子之间都可以进行“两-两交联”构建成纳米粒子凝聚体。
(2)稳定性好。本发明采用在生物体系中表面性能稳定的金纳米粒子凝聚体作为基底，其表面稳定性高，不易被氧化。
(3)兼容性广。本发明采用的金粒子表面上可组装的分子范围广泛，可通过多种方法将生物分子组装到金粒子表面。
(4)SERS效应强。纳米粒子构建成纳米粒子小聚体后，其SERS响应进一步增强，可以作为理想的表面增强拉曼光谱(简称“SERS”)中的增强基底，其具有很强的“热点”效应，可以实现微量分析物的灵敏检测。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明的技术方案做进一步的描述，但本发明并不限于下述实施例。
本发明各实施例中所用的各种原料，如无特殊说明，均为市售。
实施例1
一种利用纳米粒子小聚体检测杆菌类标志物的方法的操作及表征：
(1)40纳米金粒子的制备：
2.2mL的HAuCl4水溶液(1％)与50mL的水混合后边加热边搅拌直至沸腾，而后快速加入6.5mL柠檬酸钠溶液(1％)，该还原反应持续15分钟。反应结束时溶液呈酒红色，将其冷却至室温，得到的金纳米粒子～40纳米。
(2)纳米粒子小聚体的构建：
加入花菁染料溶液到纳米溶胶中使得二者浓度分别为0.042微摩尔和1.25纳摩尔，使得纳米粒子表面上的染料分子达到5～10％的覆盖。利用盐酸调节pH～3，在室温下充分搅拌5分钟。
(3)2，6‐吡啶二羧酸在40纳米金粒子小聚体表面的组装：
将浓度分别为0.01和10还有100ppm(注：1ppm即百万分之一)的吡啶2，6‐二羧酸溶液分别加入到金粒子小聚体溶液中，混合均匀，然后用玻璃毛细管吸取适量于置于拉曼光谱仪的样品台上进行SERS检测。纳米金粒子小聚体所具有的强SERS“热点”效应很强，可以对低至0.01ppm微量的被测物仍能实现灵敏检测。而较高浓度100ppm的信号并不比10ppm的信号高太多，究其原因可能是组装分子在纳米结构增强基底表面达到一个单分子层以下的覆盖度越有利于表面增强效应，而高浓度将会引起纳米小聚体表面的多分子层覆盖，因此证明该基底更适合于低浓度的灵敏检测。
实施例2
(1)65纳米金粒子的制备：
2.2mL的HAuCl4水溶液(1％)与50mL的水混合后边加热边搅拌直至沸腾，而后快速加入6.5mL柠檬酸钠溶液(1％)，该还原反应持续15分钟。反应结束时溶液呈酒红色，根据粒径的需要将0.5mL的Au种子与0.5mL的氯金酸水溶液(1％)在室温下混合后再加入2.1mL的NH2OH·HCl溶液(40mM)作为还原剂，最终获得～65纳米的金溶胶。
(2)纳米粒子小聚体的构建：
加入花菁染料溶液到纳米溶胶中使得二者浓度分别为0.104微摩尔和0.024纳摩尔，使得纳米粒子表面上的染料分子达到5～10％的覆盖。利用盐酸调节pH～3，在室温下充分搅拌5分钟。
(3)2，6‐吡啶二羧酸在65纳米金粒子小聚体表面的组装：
将浓度分别为0.0001和0.001还有0.01ppm(注：1ppm即百万分之一)的吡啶2，6‐二羧酸溶液分别加入到金粒子小聚体溶液中，混合均匀，然后用玻璃毛细管吸取适量于置于拉曼光谱仪的样品台上进行SERS检测。55～65纳米范围的金粒子小聚体所具有的强SERS“热点”效应比其他尺寸的更强，可以对低至0.0001ppm微量的被测物仍能实现灵敏检测，究其原因可能是这个粒径范围的金粒子的表面等离子体特征峰最接近激光波长，因而有利于强SERS效应的获得。因此，利用大尺寸的粒子构建的小聚体更适合较低浓度(低于一个单分子层组装)的生物分子检测。

Claims (5)

1.一种利用纳米粒子小聚体检测杆菌类标志物的方法，其特征在于：其是通过在纳米尺寸范围的金纳米粒子上组装花菁染料分子，花菁染料分子作为桥梁将单个的金纳米粒子进行“两-两交联”构建成纳米粒子小聚体，再将纳米粒子小聚体作为表面增强拉曼光谱SERS中的增强基底，用于检测杆菌类芽孢中的生物标志物，生物标志物为2，6‐吡啶二羧酸。
2.根据权利要求1所述的利用纳米粒子小聚体检测杆菌类标志物的方法，其特征在于，所述的金纳米粒子的尺寸小于100纳米。
3.根据权利要求1所述的利用纳米粒子小聚体检测杆菌类标志物的方法，其特征在于，所述花菁染料分子的分子式为C39H45IN2或C31H41IN2。
4.根据权利要求1所述的利用纳米粒子小聚体检测杆菌类标志物的方法，其特征在于，所述的杆菌类为芽孢杆菌类。
5.根据权利要求1所述的利用纳米粒子小聚体检测杆菌类标志物的方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)1.5～2mL的质量百分数0.5～1.5wt％的HAuCl4水溶液与40～60mL的水混合后边加热边搅拌直至沸腾，而后加入4～8mL的0.5～1.5wt％柠檬酸钠溶液，反应10～20分钟；反应结束时冷却至室温，得到表面携带柠檬酸根离子的不同尺寸金纳米粒子溶胶；
2)将含有0.02～0.2微摩尔的花菁染料溶液加入到步骤1)得到的金纳米粒子溶胶中，调节酸碱度在pH 3～5范围内，室温搅拌2‐5分钟，获得纳米粒子小聚体溶液；
3)在步骤2)得到的纳米粒子小聚体溶液中加入含有2，6‐吡啶二羧酸的溶液，混合均匀，然后拉曼光谱仪的样品台检测。
CN201710003856.8A 2017-01-04 2017-01-04 一种利用纳米粒子小聚体检测杆菌类标志物的方法 Pending CN106680262A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710003856.8A CN106680262A (zh) 2017-01-04 2017-01-04 一种利用纳米粒子小聚体检测杆菌类标志物的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710003856.8A CN106680262A (zh) 2017-01-04 2017-01-04 一种利用纳米粒子小聚体检测杆菌类标志物的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106680262A true CN106680262A (zh) 2017-05-17

Family

ID=58849945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710003856.8A Pending CN106680262A (zh) 2017-01-04 2017-01-04 一种利用纳米粒子小聚体检测杆菌类标志物的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106680262A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110987901A (zh) * 2019-12-27 2020-04-10 无锡物联网创新中心有限公司 一种Au-Au二聚体阵列结构及其制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1878875A (zh) * 2003-09-26 2006-12-13 英特尔公司 使用表面增强拉曼散射(sers)进行dna测序的方法和设备
CN103926235A (zh) * 2014-05-04 2014-07-16 广东工业大学 一种鉴定希瓦氏菌的表面增强拉曼散射方法
CN105928923A (zh) * 2016-04-22 2016-09-07 上海应用技术学院 一种青色素类染料纳米金sers探针及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1878875A (zh) * 2003-09-26 2006-12-13 英特尔公司 使用表面增强拉曼散射(sers)进行dna测序的方法和设备
CN103926235A (zh) * 2014-05-04 2014-07-16 广东工业大学 一种鉴定希瓦氏菌的表面增强拉曼散射方法
CN105928923A (zh) * 2016-04-22 2016-09-07 上海应用技术学院 一种青色素类染料纳米金sers探针及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
成汉文: "高灵敏SERS基底的制备及其在芽孢杆菌检测中的应用", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110987901A (zh) * 2019-12-27 2020-04-10 无锡物联网创新中心有限公司 一种Au-Au二聚体阵列结构及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
You et al. Colorimetric and fluorescent dual-mode immunoassay based on plasmon-enhanced fluorescence of polymer dots for detection of PSA in whole blood
He et al. Redox-active AIEgen-derived plasmonic and fluorescent core@ shell nanoparticles for multimodality bioimaging
Dong et al. An efficient turn-on fluorescence biosensor for the detection of glutathione based on FRET between N, S dual-doped carbon dots and gold nanoparticles
Fu et al. Carbon dots and a CdTe quantum dot hybrid-based fluorometric probe for spermine detection
CN103357887B (zh) 一种海胆状空心金银合金纳米颗粒及其制备方法和应用
Yan et al. High-throughput single-particle analysis of metal-enhanced fluorescence in free solution using Ag@ SiO2 core–shell nanoparticles
Alas et al. Solvatochromic surface-passivated carbon dots for fluorometric moisture sensing in organic solvents
Ma et al. High sensitivity label-free detection of Fe3+ ion in aqueous solution using fluorescent MoS2 quantum dots
Zhang et al. Multiplexed imaging of trace residues in a single latent fingerprint
CN107884385B (zh) 一种核壳增强拉曼光谱基底的制备及测试方法
Mi et al. A simple “turn off-on” ratio fluorescent probe for sensitive detection of dopamine and lysine/arginine
Luo et al. Glutathione‐stabilized Cu nanocluster‐based fluorescent probe for sensitive and selective detection of Hg2+ in water
Liu et al. A novel fluorescent probe for ascorbic acid based on seed-mediated growth of silver nanoparticles quenching of carbon dots fluorescence
Liu et al. Portable smartphone platform based on aggregation-induced enhanced emission carbon dots for ratiometric quantitative sensing of fluoride ions
Ge et al. Sensitive and selective detection of antibiotic D-penicillamine based on a dual-mode probe of fluorescent carbon dots and gold nanoparticles
Zhou et al. A Si‐CdTe Composite Quantum Dots Probe with Dual‐Wavelength Emission for Sensitively Monitoring Intracellular H2O2
CN104458050A (zh) 一种用于活细胞温度监测的荧光铜纳米簇
CN103674928B (zh) 表面增强拉曼散射器件及其制备方法和用途
Tang et al. Redox induced dual-signal optical sensor of carbon dots/MnO 2 nanosheets based on fluorescence and second-order scattering for the detection of ascorbic acid
Fu et al. Luminescence nanoprobe in the near-infrared-II window for ultrasensitive detection of hypochlorite
CN105136758B (zh) 一种对农残检测的Eu3+标记分子印记传感器制备方法
Wang et al. Bioconjugation of IgG secondary antibodies to polymer dots for multicolor subcellular imaging
Zhu et al. Ligand-based surface engineering of lanthanide nanoparticles for bioapplications
Zhong et al. Synthesis of dual-emissive ratiometric probe of BSA-Au NCs and BSA-Cu NCs and their sensitive and selective detection of copper and mercury ions
Liu et al. Nitrogen-doped carbon dots with high selectivity for hydrosulfide sensing and their living cells imaging

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170517