[发明专利]一种基于表面增强拉曼的细胞色素的检测方法

说明书

本发明公开了一种基于表面增强拉曼光谱（SERS）细胞色素检测和表征的方法，该方法是直接采集细胞色素的SERS信号,发明操作简单并且免标记。通过进一步分析可以得到细胞色素二级结构随浓度变化的信息。可以为生物医药以及蛋白质二级结构变化的实时监测提供一种新的方法。

技术领域

本发明涉及一种基于表面增强拉曼的细胞色素的检测方法，特别涉及一种测量细胞色素二级结构的方法。

背景技术

细胞色素一类以铁卟啉（或血红素）作为辅基的电子传递蛋白，其广泛参与动、植物，酵母以及好氧菌、厌氧光合菌等的氧化还原反应。细胞色素是一种良好的生物电子载体，其通过血红素辅基中铁原子的还原态(Fe²⁺)和氧化态（Fe³⁺）之间的可逆变化实现电子的输运。卟啉环以四个配价键与铁原子相连，形成四配位体螯合的络合物，一般称为血红素。根据血红素辅基的不同结构，可将细胞色素分为A、B、C和D类。以常见的细胞色素C为例，其还原型结构为分散的针状结晶，氧化型是类似花瓣状结晶。在临床上细胞色素C可以用于各种组织缺氧急救的辅助治疗，如一氧化碳中毒、氰化物中毒、新生儿窒息等引起的呼吸困难和各种心脏疾患引起的心肌缺氧的治疗。对组织中细胞的氧化、还原过程具有迅速的酶促作用。

目前对于细胞色素等蛋白质的检测方法，主要有X-射线晶体衍射、核磁共振、荧光探测、衰减全反射富利叶红外、圆二色谱、电子自旋共振、表面等离子共振、原子力显微镜、中子反射、椭圆光度法等。利用这些技术，可以测出蛋白质某些分子水平上的信息，但是这些技术存在一定的局限性。比如X-射线晶体衍射依赖于蛋白质的结晶状态，结晶过程很可能导致蛋白质的变性；核磁共振虽然广泛用于研究蛋白质的研究，但是它的灵敏度相对较低，实验中样品用量很大。此外上述方法操作复杂，对操作仪器的人员素质以及仪器本身的性能要求较高并且测试费用较高。

表面增强拉曼散射（surface-enhanced Raman scattering, SERS）光谱是一种表界面敏感的探测技术。通过吸附在粗糙金属表面上的分子或等离子体磁硅纳米管等纳米结构增强拉曼散射，其增强因子可以高达10¹⁰到10¹¹，这意味着该技术可以检测到单个分子层次。SERS具有灵敏度高、检测时间短及可直接原位分析等优点，在生物分析领域引起了学者们的广泛关注。基于SERS 技术对极低浓度样品的高灵敏检测能力及较好的信号光稳定性，使其逐渐发展成为研究生物物理的有效手段。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种快速、灵敏检测和分析细胞色素的方法，该方法可以很简单及准确的对进行快速检测和分析。该种方法可以直接进行检测，并且检测时使用倾斜排列的银纳米棒阵列基底，可以使检测的灵敏度更高、更稳定，大大减少了外界温度、样品本身对检测定性及定量的影响，使检测更便捷，操作过程简单。

为实现上述目的，本发明采用以下技术手段：

本发明提供一种基于表面增强拉曼的细胞色素的检测方法，包括以下步骤：

1. 一种基于表面增强拉曼的细胞色素的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

a. 将待测的细胞色素溶于水中，配置不同浓度梯度的水溶液并且混合均匀；

b. 取2 μL步骤a中得的溶液的滴加到银纳米棒阵列基底上，使所述溶液浓缩，得到检测液；

c. 将步骤b中得到的检测液进行拉曼散射检测，设置激光功率为30 mW，积分时间为10s，测得检测液的SERS光谱；

d. 根据步骤（c）中得到的检测液的SERS光谱，利用洛伦兹线性拟合，获得结构信息。

进一步的，步骤b中所用的银纳米棒阵列基底为倾斜排列的银纳米棒阵列基底。所述银纳米棒长度为900±100 nm，直径为150±40 nm，两相邻银纳米棒间隔为110 ± 10nm, 倾斜角为73±5°。