CN110376181A - 一种结合凝胶电泳分离技术的表面增强拉曼光谱检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种结合凝胶电泳分离技术的表面增强拉曼光谱检测方法，包括：a.利用倾斜角沉积技术制备银纳米棒阵列；b.结合凝胶电泳技术，将步骤a制备的基底和凝胶电泳仪器结合起来；c.调节电压电流，使待测混合物，按在基板上的不同位置展开；d.使用表面增强拉曼光谱仪检测基板上不同位置的表面增强拉曼光谱图，区分判断混合物中的不同组份。本发明的检测方法，检测过程简单、灵敏度高、增强效果显著、可重复性强、可大规模生产；能够有效发挥凝胶电泳高效和银纳米棒高检测性的特性，从而实现对多重相似混合物的分离检测，可应用于对多种相似复杂样品的分离检测。
Description
技术领域
本发明涉及表面增强拉曼光谱检测方法，具体涉及一种结合凝胶电泳分离技术的表面增强拉曼光谱检测方法。
背景技术
近年来，表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Raman scattering，SERS)通过激发局域表面等离子体激元放大电磁场，从而获得分子结构信息以及灵敏的检测限。SERS由于其非破坏性和指纹式的分辨能力加之对水环境影响微弱，高灵敏度等特点，被广泛认为是一种便捷灵敏的分析工具，已经被应用于生物分析、食品安全、环境科学等多个领域。SERS可以检测单一物质，但是面对较复杂的检测样品，例如多重混合物且具有相似表面增强拉曼光谱图且分子物理性质相近不易分离区分时，就无法处理混合在一起的杂乱无章的表面增强拉曼光谱，从而制约了表面增强拉曼光谱应对与混合检测的发展。
而核酸凝胶电泳技术是生物、化学和医学等专业研究领域中不可或缺的一项生物学技术，是核酸分析实验中常用的实验技术。该技术操作简单，通过调整凝胶浓度，可使分辨率达到大多数实验的要求，因此成为分离、鉴定、纯化核酸分子的常用方法。其基本原理如下：RNA分子在碱性环境中因解离而带负电，带电的RNA分子受直流电场作用移动，小的RNA分子在凝胶中移动较快，大的RNA分子移动速度相对较慢，依据RNA分子在凝胶中迁移距离的不同而达到分离的目的。
发明内容
本发明的目的是提供一种结合凝胶电泳分离技术的表面增强拉曼光谱检测方法，用于待检测混合物具有相似表面增强拉曼光谱图且分子物理性质相近，不易分离区分的检测，以有效得达到区分相似混合物的效果。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案具体如下：
一种结合凝胶电泳分离技术的表面增强拉曼光谱检测方法，包括
S1：将玻璃片洗净，吹干，固定在沉积室中；在压力小于5×10-7 Torr真空沉积室中，通过电子束蒸发，在清洗干净的玻璃片上先后沉积一层钛薄膜和银薄膜，然后旋转样品台使得基底法线与沉积方向夹角为86°，通过电子束蒸发，生长银纳米棒阵列，得银纳米棒基底；
S2：在银纳米棒基底上滴加混合物溶液，混合物溶液渗入基底后将银纳米棒基底放入电泳槽中，然后通电进行电泳分离，待分离完全后取出银纳米棒阵列基底；
S3：设置激光波长、功率、积分时间，对基底上被测物进行依次扫描，以得到的表面增强拉曼光谱中的特征峰作为定量检测的参考峰，区分判断混合物中的不同的RNA组份。
进一步的，所述银纳米棒长度为1000±50nm，直径为100±8nm，两相邻银纳米棒间隔为105±10nm。
进一步的，所述步骤S1具体包括：将玻璃片切割成1.5cm×7.5cm，加入乙醇在超声波清洗机中清洗5min，重复三次，然后氮气吹干，固定在沉积室中；在压力小于5×10-7 Torr真空沉积室中，通过电子束蒸发，在清洗干净的玻璃片上先后以0.2nm/s和0.3nm/s的速度先后沉积一层钛薄膜和银薄膜，然后旋转样品台使得基底法线与沉积方向夹角为86°，通过电子束蒸发，以0.75nm/s的速度生长1000nm厚的银纳米棒阵列。
进一步的，所述步骤S2具体包括：在银纳米棒阵列基底上滴加2微升待测混合物，待测物渗入完全后，在电泳槽中加入防止RNA降解的DEPC水，然后将银纳米棒基底放入电泳槽中，银纳米棒阵列的生长方向从电泳槽负极朝向正极；设置电流和电压，通电进行电泳分离，等待分离完全后取出银纳米棒阵列基底。
进一步的，所述电流设置为20mA，电压设置为80V。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明的检测方法，检测过程简单、灵敏度高、增强效果显著、可重复性强、可大规模生产；能够有效发挥凝胶电泳高效和银纳米棒高检测性的特性，从而实现对多重相似混合物的分离检测，可应用于对多种相似复杂样品的分离检测。
附图说明
图1是本发明制备银纳米棒阵列基底示意图；
图2是本发明凝胶电泳结合表面增强拉曼基底分离实验示意图；
图3是表面增强拉曼光谱仪检测分离后的基底的实验示意图；
图4是以分离多种混合相似microRNA为例得到的表面增强拉曼光谱图。
具体实施方式：
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
一种结合凝胶电泳分离技术的表面增强拉曼光谱检测方法，包括以下步骤：
(1)如图1所示，将玻璃片切割成1.5cm×7.5cm，加入乙醇在超声波清洗机中清洗5min，重复三次，然后氮气吹干，固定在沉积室中；在压力小于5×10-7 Torr真空沉积室中，通过电子束蒸发，在清洗干净的玻璃片上先后以0.2nm/s和0.3nm/s的速度先后沉积一层钛薄膜和银薄膜，然后旋转样品台使得基底法线与沉积方向夹角为86°，通过电子束蒸发，以0.3nm/s的速度生长为940nm厚的银纳米棒阵列，银纳米棒直径为92nm，两相邻银纳米棒间隔为95nm。
(2)如图2所示，在步骤一制备所得银纳米棒阵列基底上滴加2微升具有相似物理性质和相似光谱特性的混合物，等待检测物渗入完全。然后在电泳槽中加入防止RNA降解的DEPC水，将基底后放入电泳槽中，银纳米棒阵列的生长方向需要沿着分离扩散的方向(从电泳槽负极向正极移动)。电流设置20mA，电压设置80V，可以根据实际需要调节电压电流大小以控制分离速度，然后通电进行电泳分离，等待分离完全后取出银纳米棒阵列基底。
(3)如图3所示，设定激光波长为785nm、功率30mw、积分时间10s，对基底上被测物进行依次扫描，得到的表面增强拉曼光谱中某处特征峰不随被测物浓度改变而受到影响，此特征峰即可作为定量检测的参考峰，然后应对不同分离位置的不同表面增强拉曼光谱图可以区分判断混合物中的不同的RNA组份。
(4)如图4所示，以分离多种混合相似microRNA为例，设定激光波长为785nm、功率30mw、积分时间10s，基底上滴加-4M浓度的四种microRNA，可以得到相对应的表面增强拉曼光谱图。
本发明的检测方法，检测过程简单、灵敏度高、增强效果显著、可重复性强、可大规模生产；能够有效发挥凝胶电泳高效和银纳米棒高检测性的特性，从而实现对多重相似混合物的分离检测，可应用于对多种相似复杂样品的分离检测。
Claims (5)
1.一种结合凝胶电泳分离技术的表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，包括
S1：将玻璃片洗净，吹干，固定在沉积室中；在压力小于5×10-7Torr真空沉积室中，通过电子束蒸发，在清洗干净的玻璃片上先后沉积一层钛薄膜和银薄膜，然后旋转样品台使得基底法线与沉积方向夹角为86°，通过电子束蒸发，生长银纳米棒阵列，得银纳米棒基底；
S2：在银纳米棒基底上滴加混合物溶液，混合物溶液渗入基底后将银纳米棒基底放入电泳槽中，然后通电进行电泳分离，待分离完全后取出银纳米棒阵列基底；
S3：设置激光波长、功率、积分时间，对基底上被测物进行依次扫描，以得到的表面增强拉曼光谱中的特征峰作为定量检测的参考峰，区分判断混合物中的不同的RNA组份。
2.根据权利要求1所述的一种结合凝胶电泳分离技术的表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，所述银纳米棒长度为1000±50nm，直径为100±8nm，两相邻银纳米棒间隔为105±10nm。
3.根据权利要求1所述的一种结合凝胶电泳分离技术的表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：将玻璃片切割成1.5cm×7.5cm，加入乙醇在超声波清洗机中清洗5min，重复三次，然后氮气吹干，固定在沉积室中；在压力小于5×10-7Torr真空沉积室中，通过电子束蒸发，在清洗干净的玻璃片上先后以0.2nm/s和0.3nm/s的速度先后沉积一层钛薄膜和银薄膜，然后旋转样品台使得基底法线与沉积方向夹角为86°，通过电子束蒸发，以0.75nm/s的速度生长1000nm厚的银纳米棒阵列。
4.根据权利要求1所述的一种结合凝胶电泳分离技术的表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：在银纳米棒阵列基底上滴加2微升待测混合物，待测物渗入完全后，在电泳槽中加入防止RNA降解的DEPC水，然后将银纳米棒基底放入电泳槽中，银纳米棒阵列的生长方向从电泳槽负极朝向正极；设置电流和电压，通电进行电泳分离，等待分离完全后取出银纳米棒阵列基底。
5.根据权利要求4所述的一种结合凝胶电泳分离技术的表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，所述电流设置为20mA，电压设置为80V。
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