CN114720449A - 一种共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了共振拉曼散射‑红外吸收双模纳米探针,是由下述方法制备的:1)取半导体纳米粒子,制备核壳纳米粒子;2)制备氨基化核壳纳米粒子;3)将氨基化核壳纳米粒子分散于5~20mL的浓度为10~25%戊二醛溶液中,在20~60℃的条件下搅拌4~16小时;离心,收集产物,得共振拉曼散射‑红外吸收双模纳米探针;所述的共振拉曼散射‑红外吸收双模纳米探针在生物分子识别方面的应用;一种抗原检测方法,它包括:制备特异性抗原抗体纳米探针分散液;制备固定特异性抗体的基底;组装分散液与基底,获得固定有探针的基底,进行检测分析。
Description
技术领域
本发明属于纳米生物技术领域,具体涉及一种共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及应用。
背景技术
疾病相关生物标志物的识别和定量分析对一些重大疾病的早期诊断、病情监测和疗效评估有着至关重要的意义。近年来,快速发展的纳米科学为生物标志物的临床检测注入了新的活力。基于多样的纳米探针衍生出了一系列有前途的检测方法,如酶联免疫吸附法、电化学检测法、电化学发光检测法和比色检测法。虽然这些单模探针可实现对生物标志物的灵敏检测,但单信号输出模式抗干扰能力有限,易出现假阳性或假阴性结果。构建能够提供两种读出信号的双模纳米探针是解决这一问题的一种可行方案。双模纳米探针可提供两个独立的输出信号,具有更大的信息通量,两个输出信号间可相互验证,提高检测结果的准确性。目前已开发出荧光-比色、电化学-光电化学和荧光-表面共振拉曼等多种双模探针并被应用于生物标志物的检测。然而,双模纳米探针的开发仍处于起步阶段。荧光检测中有机染料的光漂白、光电化学检测中光源与电极之间的相对位置变化、电化学检测中电解液的蒸发以及某些吸附污染物引起的过电位等因素对检测信号的准确性产生了一些不良影响。因此,开发具有可靠读出信号的新型双模纳米探针是很有价值的。某些无机半导体纳米材料在特定的激发光辐照下会产生共振拉曼散射现象,在对应的拉曼光谱中可观察到等间距的多声子共振拉曼谱线,具有显著的指纹特征和良好的抗干扰能力。使用SiO2包覆这类无机半导体纳米材料,不仅能有效改善其水溶性和化学稳定性,还可以引入SiO2独特的红外指纹吸收作为另一种输出信号。这种SiO2的红外指纹吸收来源于其结构中Si-O-Si键的反对称伸缩振动中的横向光学声子模和纵向光学声子模,光谱轮廓特征明显且不会对来源于无机半导体纳米材料的共振拉曼散射信号造成干扰。因此,将无机半导体纳米材料和SiO2进行复合,有望构建一种具有共振拉曼散射和红外吸收双输出信号的纳米探针。该探针可以用于蛋白、DNA、RNA等生物分子的定性及定量分析。两种输出信号互相间没有干扰,能够互相验证,优势互补,从而提高了检测准确性,扩宽了检测线性范围,可在设备资源受限的情况下更为灵活地选择检测模式。
发明内容
本发明的目的是为解决现有单模及双模纳米探针准确性不足,而提供一种制备工艺简单、抗干扰能力强、兼具共振拉曼散射和红外吸收两种输出信号的双模纳米探针及检测特异性抗原的方法。
共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针,是由下述方法制备的:
1)取半导体纳米粒子,分散于浓度为0.05~0.3g/mL的PVP戊醇溶液中,加入乙醇、氨水和浓度为0.1~0.3g/mL柠檬酸钠水溶液,搅拌均匀;加入正硅酸乙酯,搅拌均匀,在20~80℃的条件下静置反应1~16小时;离心,去离子水漂洗,收集产物,得半导体@二氧化硅核壳纳米粒子;
2)将步骤1)制备的1mg核壳纳米粒子分散于20mL溶剂中,加入5μL的3-氨丙基三乙氧基硅氧烷,20~80℃下搅拌1~16小时,离心,并使用去离子水漂洗,收集产物,得氨基化半导体@二氧化硅核壳纳米粒子;所述的溶剂为异丙醇、正戊醇、正丁醇、异丁醇、异戊醇、正己醇或异己醇;
3)将步骤2)中获得的氨基化核壳纳米粒子分散于5~20mL的浓度为10~25 %戊二醛溶液中,在20~60℃的条件下搅拌4~16小时;离心,收集产物,得共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针;
步骤1)所述的半导体纳米粒子、正戊醇、聚乙烯吡咯烷酮、乙醇、氨水、柠檬酸钠和正硅酸乙酯,质量比为1:4000:500:400:50:1:45~1:12000:2000:1500:200:3:200;
所述的半导体纳米粒子为ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe或CdTe;
所述的半导体纳米粒子为ZnS;制备方法为:将1.83g醋酸锌、1.56g硫化钠和0.28g巯基丙酸溶解在40mL水中,在90℃下反应3小时;冷却至室温后,使用去离子水漂洗并收集产物,得ZnS纳米粒子。
所述的共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针在生物分子识别方面的应用。
一种抗原检测方法,它包括:
1)纳米探针分散液制备:取权利要求1所述的共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针,加入1mL浓度为0.01~2 mg/mL的抗体或适体溶液,4~40℃下孵育1~24小时;离心漂洗后,获得特异性抗原抗体纳米探针分散液;
2)基底制备:表面涂覆有金层的单晶硅基底浸泡于硫辛酸乙醇溶液中10~15小时,漂洗,再浸泡于0.1g/mL的碳二亚胺和0.01 g/mL的N-羟基丁二酰亚胺混合水溶液中0.5~1小时,漂洗,再浸泡于步骤1)所述的抗体或适体溶液中,35~45℃孵育0.5~2小时,加入牛血清白蛋白溶液封闭剩余活性位点,得基底;
3)免疫识别:将1mL待测的特异性抗原溶液与步骤1)中获得的纳米探针分散液混合,于37~45℃下孵育0.5~1.5小时,加入40~60μL浓度为0.01g/mL的牛血清白蛋白溶液封闭剩余活性位点,离心、漂洗,收集产物;与步骤2)中获得的基底混合,37~45℃下孵育0.5~1.5小时,完成免疫识别组装,获得固定纳米探针的基底;
4)测试步骤3)中获得的固定有纳米探针的基底的红外吸收光谱,获取位于1099cm-1处的吸收峰的吸光度值作为分析结果;
5)在激发光照射下测试步骤3)中获得的固定纳米探针的基底的共振拉曼光谱,获取共振拉曼散射强度作为分析结果,识别待测的特异性抗原;
步骤5)所述的激发光,波长为325nm、488nm或532nm。
本发明提供了共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针,是由下述方法制备的:1)取半导体纳米粒子,制备半导体@二氧化硅核壳纳米粒子;2)将步骤1)制备的1mg核壳纳米粒子分散于20mL溶剂中,加入5μL的3-氨丙基三乙氧基硅氧烷,20~80℃下搅拌1~16小时,离心,并使用去离子水漂洗,收集产物,得氨基化半导体@二氧化硅核壳纳米粒子;3)将氨基化核壳纳米粒子分散于5~20mL的浓度为10~25%戊二醛溶液中,在20~60℃的条件下搅拌4~16小时;离心,收集产物,得共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针;所述的共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针在生物分子识别方面的应用;一种抗原检测方法,它包括:制备特异性抗原抗体纳米探针分散液;制备固定特异性抗体的基底;组装分散液与基底,获得固定有探针的基底,进行检测分析;本发明共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针具有以下优点:1)双模探针所提供的共振拉曼散射信号和红外吸收信号均来源于其组分自身结构的振转光谱,属于材料的指纹信号,具有明显的可识别特征和优异的抗干扰能力;2)双输出信号之间没有干扰且能够互相验证,确保了检测结果的准确性;3)双输出信号之间优势互补,拓宽了检测线性范围;4)信号输出方式有两种,可根据需要和检测条件自主调整和选择;5)适用范围广,本发明所述的双模纳米探针可根据需求调整表面识别单元,应用于蛋白、DNA和RNA等多种生物分子的定性和定量检测,更有望应用于药物筛选、司法鉴定、食品安全和环境监测等领域。
附图说明
图1共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针检测生物标志物示意图。
具体实施方式
实施例1 共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
1、制备方法
共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针,是由下述方法制备的:
1)ZnS纳米粒子制备:将1.83g醋酸锌、1.56g硫化钠和0.28g巯基丙酸溶解在40mL水中,装入反应釜,在90℃下反应3小时;待反应釜冷却至室温后,使用去离子水漂洗并收集产物,得ZnS纳米粒子;
2)ZnS@SiO2核壳纳米粒子制备:将1mg ZnS纳米粒子分散于10mL浓度为0.1g/mL的PVP戊醇溶液中,加入1mL乙醇、0.05mL氨水和1.2mL浓度为0.13g/mL柠檬酸钠水溶液,搅拌均匀;加入0.1mL正硅酸乙酯,再次搅拌均匀,放置于20℃下反应1小时,离心,并使用去离子水漂洗,收集产物,得ZnS@SiO2核壳纳米粒子;
3)氨基化的ZnS@SiO2核壳纳米粒子的制备:将1mg ZnS@SiO2核壳纳米粒子分散于20mL异丙醇中,加入5μL的3-氨丙基三乙氧基硅氧烷,于20℃下搅拌反应1小时,离心,并使用去离子水漂洗,收集产物,得氨基化的ZnS@SiO2核壳纳米粒子;
4)将步骤3)中获得的氨基修饰的ZnS@SiO2核壳纳米粒子分散于5 mL浓度10%的戊二醛溶液中,在20℃下搅拌反应4小时;离心,收集产物,得共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针。
2、前列腺特异性抗原检测
振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针检测前列腺特异性抗原,具体步骤如下:
1)纳米探针分散液制备:取共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针0.1mg,加入1mL浓度为0.01 mg/mL的前列腺特异性抗原抗体溶液,40℃下孵育1小时,离心保留沉淀、漂洗后,获得ZnS@SiO2@前列腺特异性抗原抗体纳米探针分散液;
2)基底制备:表面涂覆有金层的单晶硅基底浸泡于0.1g/mL的硫辛酸乙醇溶液中12小时,漂洗后浸泡于0.1g/mL的碳二亚胺和0.01 g/mL的N-羟基丁二酰亚胺混合水溶液中0.5小时;再次漂洗后将基底浸泡于0.02mg/mL的前列腺特异性抗原抗体溶液中,40℃孵育1小时,加入0.01g/mL的牛血清白蛋白溶液封闭剩余活性位点;
3)免疫识别:将1mL待测的前列腺特异性抗原溶液与步骤1)中获得的纳米探针分散液混合并于40℃下孵育1小时,加入50μL浓度为0.01g/mL的牛血清白蛋白溶液封闭剩余活性位点,离心漂洗,收集;与步骤2)中获得的基底混合,40℃孵育1小时完成免疫识别组装;
4)以衰减全反射模式测试步骤3)中获得的固定有纳米探针的基底的红外吸收光谱,获取位于1099cm-1处的吸收峰的吸光度值作为分析结果;
5)在325nm波长的激发光照射下测试步骤3)中获得的固定有纳米探针的基底的共振拉曼光谱,获取348cm-1处的共振拉曼散射强度作为分析结果。两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达10 fg/mL,检测范围从10 fg/mL至100 ng/mL。
实施例2共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
制备共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的原料ZnS纳米粒子为市售,尺寸为10~60nm;其余制备于检测方法同实施例1。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达50 fg/mL,检测范围从50 fg/mL至100 ng/mL。
实施例3共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例1共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针制备的步骤2)中的反应温度更换为80℃,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达10 fg/mL,检测范围从10 fg/mL至100 ng/mL。
实施例4共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例1共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针制备的步骤2)中的反应时间更换为16小时,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达10fg/mL,检测范围从10 fg/mL至100 ng/mL。
实施例5共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例1共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针制备的步骤2)中的10 mL 浓度为0.1 g/mL的PVP戊醇溶液更换为30 mL浓度为0.3 g/mL的PVP戊醇溶液,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达10 fg/mL,检测范围从10 fg/mL至100 ng/mL。
实施例6共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例1共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针制备的步骤2)中的乙醇添加量更换为2 mL,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达10fg/mL,检测范围从10 fg/mL至100 ng/mL。
实施例7共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例1共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针制备的步骤2)中的浓度为0.13g/mL柠檬酸钠水溶液更换为浓度为0.26 g/mL柠檬酸钠水溶液,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达20 fg/mL,检测范围从20 fg/mL至100 ng/mL。
实施例8共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例1共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针制备的步骤2)中的氨水添加量更换为0.5 mL,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达10fg/mL,检测范围从10 fg/mL至100 ng/mL。
实施例9共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例1共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针制备的步骤2)中的0.1mL正硅酸乙酯更换为0.45 mL正硅酸乙酯,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达100 fg/mL,检测范围从100 fg/mL至50 ng/mL。
实施例10共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例1共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针制备的步骤2)中的PVP戊醇溶液浓度更换为0.05 g/mL,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达20 fg/mL,检测范围从20 fg/mL至100 ng/mL。实施例11共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例1共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针制备的步骤3)中的3-氨丙基三乙氧基硅氧烷的添加量更换为50 μL,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达10 fg/mL,检测范围从10 fg/mL至100 ng/mL。
实施例12共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例1共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针制备的步骤3)中的反应温度更换为80 ℃,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达20 fg/mL,检测范围从20 fg/mL至100 ng/mL。
实施例13共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例1共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针制备的步骤3)中的反应时间更换为16小时,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达10fg/mL,检测范围从10 fg/mL至100 ng/mL。
实施例14共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例1共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针制备的步骤3)中分散ZnS@SiO2核壳纳米粒子的溶剂更换为正丁醇,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达10 fg/mL,检测范围从10 fg/mL至100 ng/mL。
实施例15共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例1共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针制备的步骤3)中分散ZnS@SiO2核壳纳米粒子的溶剂更换为异丁醇,其余步骤和操作不变。
最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达100 fg/mL,检测范围从100 fg/mL至100 ng/mL。
实施例16共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例1共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针制备的步骤3)中分散ZnS@SiO2核壳纳米粒子的溶剂更换为异戊醇,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达50 fg/mL,检测范围从50 fg/mL至100 ng/mL。
实施例17共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例1共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针制备的步骤3)中分散ZnS@SiO2核壳纳米粒子的溶剂更换为正己醇,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达100 fg/mL,检测范围从100 fg/mL至100 ng/mL。
实施例18共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例1共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针制备的步骤3)中分散ZnS@SiO2核壳纳米粒子的溶剂更换为异己醇,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达10 fg/mL,检测范围从200 fg/mL至100 ng/mL。
实施例19共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例1共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针制备的步骤3)中分散ZnS@SiO2核壳纳米粒子的溶剂量更换为30 mL,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达10 fg/mL,检测范围从10 fg/mL至100 ng/mL。
实施例20共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例1共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针制备的步骤4)中所使用的戊二醛溶液浓度更换为25%,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达20 fg/mL,检测范围从10 fg/mL至100 ng/mL。
实施例21共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例1共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针制备的步骤4)中所使用的戊二醛溶液量更换为20 mL,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达10 fg/mL,检测范围从10 fg/mL至100 ng/mL。
实施例22共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例1共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针制备的步骤4)中所使用的前列腺特异性抗原抗体溶液浓度更换为2 mg/mL,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达20 fg/mL,检测范围从10 fg/mL至100 ng/mL。
实施例23共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例1共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针制备的步骤4)中加入前列腺特异性抗原抗体溶液后的温度更换为4 ℃,孵育时间更换为24小时,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达10 pg/mL,检测范围从10 fg/mL至100 ng/mL。
实施例24共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例1中制备的固定有前列腺特异性抗体的单晶硅基底更换为修饰有前列腺特异性抗原抗体的Fe3O4纳米粒子;免疫识别组装后通过磁铁分离产物;其余步骤和操作同实施例1。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达10 fg/mL,检测范围从10 fg/mL至50 ng/mL。
实施例25共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例2中市售ZnS纳米粒子更换为购买的ZnSe纳米粒子,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达20 fg/mL,检测范围从20 fg/mL至100ng/mL。
实施例26共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例2中市售ZnS纳米粒子更换为购买的ZnTe纳米粒子,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达10 fg/mL,检测范围从10 fg/mL至100ng/mL。
实施例27共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例2中市售ZnS纳米粒子更换为购买的CdS纳米粒子,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达20 fg/mL,检测范围从20 fg/mL至100ng/mL。实施例28共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例2中市售ZnS纳米粒子更换为购买的CdSe纳米粒子,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达20 fg/mL,检测范围从10 fg/mL至100ng/mL。
实施例29共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例2中市售ZnS纳米粒子更换为购买的CdTe纳米粒子,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达50 fg/mL,检测范围从10 fg/mL至100ng/mL。实施例30共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例24中修饰有前列腺特异性抗原抗体的Fe3O4纳米粒子更换为修饰有前列腺特异性抗原抗体的MnFe2O4纳米粒子,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达20 fg/mL,检测范围从20 fg/mL至50 ng/mL。
实施例31共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及抗原检测方法
将实施例1中用作识别单元的前列腺特异性抗原抗体更换为前列腺特异性抗原适体,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达10 fg/mL,检测范围从10 fg/mL至100 ng/mL。
实施例32 共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及甲胎蛋白检测
将实施例1中用作识别单元的前列腺特异性抗原抗体更换为甲胎蛋白抗体,将前列腺特异性抗原更换为甲胎蛋白,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达20 fg/mL,检测范围从20 fg/mL至100 ng/mL。实施例33 共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及甲胎蛋白检测
将实施例32中前列腺特异性抗原中用作识别单元的甲胎蛋白抗体更换为甲胎蛋白适体,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达10 fg/mL,检测范围从10 fg/mL至100 ng/mL。实施例34 共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及DNA检测
将实施例1中前列腺特异性抗原抗体更换为适体,将前列腺特异性抗原更换为待测单链DNA,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达10 fg/mL,检测范围从10 fg/mL至100 ng/mL。
实施例35 共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针的制备及RNA检测
将实施例1中前列腺特异性抗原抗体更换为适体,将前列腺特异性抗原更换为待测单链RNA,其余步骤和操作不变。最终两种信号对前列腺特异性抗原的检测限可达10 pg/mL,检测范围从10 pg/mL至10 ng/mL。
Claims (7)
1.共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针,是由下述方法制备的:
1)取半导体纳米粒子,分散于浓度为0.05~0.3g/mL的PVP戊醇溶液中,加入乙醇、氨水和浓度为0.1~0.3g/mL柠檬酸钠水溶液,搅拌均匀;加入正硅酸乙酯,搅拌均匀,在20~80℃的条件下静置反应1~16小时;离心,去离子水漂洗,收集产物,得半导体@二氧化硅核壳纳米粒子;
2)将步骤1)制备的1mg核壳纳米粒子分散于20mL溶剂中,加入5μL的3-氨丙基三乙氧基硅氧烷,20~80℃下搅拌1~16小时,离心,并使用去离子水漂洗,收集产物,得氨基化半导体@二氧化硅核壳纳米粒子;所述的溶剂为异丙醇、正戊醇、正丁醇、异丁醇、异戊醇、正己醇或异己醇;
3)将步骤2)中获得的氨基化核壳纳米粒子分散于5~20mL的浓度为10~25 %戊二醛溶液中,在20~60℃的条件下搅拌4~16小时;离心,收集产物,得共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针。
2.根据权利要求1所述的共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针,其特征在于:步骤1)所述的半导体纳米粒子、正戊醇、聚乙烯吡咯烷酮、乙醇、氨水、柠檬酸钠和正硅酸乙酯,质量比为1:4000:500:400:50:1:45~1:12000:2000:1500:200:3:200。
3.根据权利要求2所述的共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针,其特征在于:所述的半导体纳米粒子为ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe或CdTe。
4.根据权利要求3所述的共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针,其特征在于:所述的半导体纳米粒子为ZnS;制备方法为:将1.83g醋酸锌、1.56g硫化钠和0.28g巯基丙酸溶解在40mL水中,在90℃下反应3小时;冷却至室温后,使用去离子水漂洗并收集产物,得ZnS纳米粒子。
5.权利要求1所述的共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针在生物分子识别方面的应用。
6.一种抗原检测方法,它包括:
1)纳米探针分散液制备:取权利要求1所述的共振拉曼散射-红外吸收双模纳米探针,加入1mL浓度为0.01~2 mg/mL的抗体或适体溶液,4~40℃下孵育1~24小时;离心漂洗后,获得特异性抗原抗体纳米探针分散液;
2)基底制备:表面涂覆有金层的单晶硅基底浸泡于硫辛酸乙醇溶液中10~15小时,漂洗,再浸泡于0.1g/mL的碳二亚胺和0.01 g/mL的N-羟基丁二酰亚胺混合水溶液中0.5~1小时,漂洗,再浸泡于步骤1)所述的抗体或适体溶液中,35~45℃孵育0.5~2小时,加入牛血清白蛋白溶液封闭剩余活性位点,得基底;
3)免疫识别:将1mL待测的特异性抗原溶液与步骤1)中获得的纳米探针分散液混合,于37~45℃下孵育0.5~1.5小时,加入40~60μL浓度为0.01g/mL的牛血清白蛋白溶液封闭剩余活性位点,离心、漂洗,收集产物;与步骤2)中获得的基底混合,37~45℃下孵育0.5~1.5小时,完成免疫识别组装,获得固定纳米探针的基底;
4)测试步骤3)中获得的固定有纳米探针的基底的红外吸收光谱,获取位于1099 cm-1处的吸收峰的吸光度值作为分析结果;
5)在激发光照射下测试步骤3)中获得的固定纳米探针的基底的共振拉曼光谱,获取共振拉曼散射强度作为分析结果,识别待测的特异性抗原。
7.根据权利要求5所述的一种抗原检测方法,其特征在于:步骤5)所述的激发光,波长为325nm、488nm或532nm。
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