[发明专利]一种表面增强拉曼光谱检测平台及其制备方法与应用

说明书

本发明属于纳米材料技术领域，具体为表面增强拉曼光谱检测平台及其制备方法与应用。本发明的表面增强拉曼光谱检测平台由聚多巴胺修饰的基底芯片和聚多巴胺修饰的表面增强拉曼光谱标记SERS探针组成，其制备方法包括利用多巴胺的自聚合反应，分别将洁净的基底芯片和SERS探针材料置于包含靶向识别分子的多巴胺溶液中，再将基底浸于牛血清白蛋白溶液中，分别得到具有靶向捕获能力的PDA芯片和SERS探针。将含有被检测物的溶液置于上述芯片之上，再将上述SERS探针与该芯片作用，通过检测探针的SERS信号，可检测被检测物浓度。使用本发明表面增强拉曼光谱检测平台进行检测，具有快速高效、特异性高、灵敏度高、应用范围广、可视化程度高的特点。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及表面增强拉曼光谱检测平台及其制备方法与应用。

背景技术

表面增强拉曼光谱优异的发光性质，近年来引起了材料科学、化学生物学、生命科学研究者的广泛关注。在过去五年内，很多科研工作者在表面增强拉曼光谱标记的功能化修饰方法方面已经做了大量的研究。表面增强拉曼光谱标记材料具有高亮度、无光漂白和窄光谱带宽等特点，是痕量物质检测和生物成像应用中理想的探针下料，在生命科学领域具有巨大的应用价值。

多巴胺（dopamine, DA）是一种儿茶酚恩类神经传导物质，用来帮助细胞传送脉冲的化学物质。多巴胺可以在碱性条件下因酚羟基的氧化生成多巴胺-苯醌化合物，该物质经过分子内重排生成白色多巴胺色素（leukodopaminechrome），并进一步被氧化成多巴胺色素（dopaminechrome）。该粉色多巴胺色素进一步氧化和重排生成5,6-双羟基吲哚，从而具备了发生进一步交联反应的条件。5,6-双羟基吲哚一方面与氨基进行迈克尔加成和席夫碱反应，或者通过分子内环化作用生成脱氧吲哚羧酸酯，最终铰链形成聚多巴胺（Polydopamine,PDA）。

多巴胺自2007年被科学家发现可以在弱碱性水溶液中通过氧化-自聚合过程形成可以强力粘附于材料表面的聚多巴胺层后，引起了各个研究领域的兴趣。聚多巴胺表面包含丰富的羟基及氨基，使其具备了高表面活性。而且近年来发现因多巴胺的聚合反应可以发生在几乎所有的材料表面，故聚多巴胺越来越广泛的被应用在各个表面修饰应用领域。其中因聚多巴胺表现出的优异的生物相容性和水溶性等特点，其越来越多的被应用到生物医药领域。

低含量及痕量物质的检测方法中最常见的一种是富集-标记检测法，即先将含有被检测物的溶液置于能够选择性富集该检测对象的基底材料上，通过基底材料将被检测物的浓度提升，再加入标记材料，通过检测标记材料的各种光、电、磁效应进而计算出被检测物的浓度。其中基底材料通常是通过利用被检测物与基底发生静电相互作用，π-π相互作用，亲疏水作用及抗原-抗体反应等作用力，达到富集被检测物的目的。而标记材料的表面通常也被修饰上能够靶向捕捉被检测物的功能部件，如抗体等。通过上述这种富集-标记过程，对被检测物形成了基底-被检测物-标记材料这样的夹心结构，一方面使得被检测物的浓度提升，另一方面用标记材料强烈的信号代替了被检测物本身微弱的信号，从而达到检测痕量物质的目的。

聚多巴胺能够修饰于几乎各种材料表面的能力，且又具备优良的生物相容性，使得其在生物材料领域越来越受到重视，且不断被拓展到新的应用领域。其中聚多巴胺近年来被越来越多的研究人员应用于标记材料的修饰与改性，但却未见有将聚多巴胺用于定量检测基底修饰，与联合标记材料进行痕量生物标记物的定量检测的报道。

我们的研究发现，聚多巴胺不但可以便捷且有效的修饰基底材料，如载玻片，同时发现如果将具有靶向生物标记物的抗体一同加入到多巴胺的聚合过程中，可以制备出具有靶向富集能力的聚多巴胺芯片，因此本发明给多巴胺在生物检测领域开辟了一个全新的方向。为了利用聚多巴胺芯片，本发明还引入了经多巴胺修饰的表面含有抗体的表面增强拉曼光谱标记材料，并将两者结合起来，通过在检测过程中形成聚多巴胺芯片-被检测物-表面增强拉曼光谱标记材料这种夹心结构，形成了一种新的检测平台。在此基础上，本发明选择检测具有癌症诊断标志意义的胰腺癌细胞外泌体作为模型检测对象，并对该外泌体浓度进行了定量检测研究。