[发明专利]金-己硫醇-介孔硅结构的SERS标记纳米探针及其制备方法与应用

说明书

本发明公开一种金‑己硫醇‑介孔硅结构的SERS标记纳米探针及其制备方法与应用。本发明在4‑MBA标记的金纳米颗粒表面引入己硫醇和介孔硅，形成金‑己硫醇‑介孔硅结构的SERS标记纳米探针，利用己硫醇形成的分子间隔将信号分子固定以减弱其在激光热诱导下的趋热运动，形成更稳定的拉曼信号；包裹的介孔硅，形成类似分子筛结构，避免了细胞内部生物大分子对信号分子的影响，进一步提高了拉曼信号的稳定性和准确性。本发明的纳米探针可提前大量制备，操作时只需将纳米探针导入癌细胞中共同混合培养，结束后通过洗涤可马上进行检测：收集时间1s，然后从标准曲线上读出pH值，从而实现快速定量检测；可应用于早期癌症的临床诊断筛查。

技术领域

本发明属于生物检测技术领域，特别涉及一种金-己硫醇-介孔硅结构的SERS标记纳米探针及其制备方法与应用，具体涉及一种基于介孔硅包裹的新型SERS基底监测细胞pH的方法。

背景技术

细胞pH值作为体内微环境酸碱变化的重要参考，其数值可反映生理健康状况，影响着人体的生理和病理活动，并且与肿瘤的发生、发展有着密切关系，是目前研究的热点。目前监测细胞pH的方法主要有荧光法等，但这些方法由于其本身特性存在一定局限性，比如毒性、光漂白、操作复杂等，难以实现pH的精准监测，而由于细胞pH作为肿瘤诊前判定的重要依据，因此建立一种快速、简单、精确检测的方法具有非常重要的意义。

表面增强拉曼散射(surface enhanced Raman scattering，SERS)技术是一种新颖的光谱技术，利用金银等金属表面显著增强的电磁场放大分子拉曼信号，可以用于生化检测分析。SERS标记具有以下优点，拉曼标记分子谱峰窄，分辨率高，拉曼散射几乎不受水的影响，不受光漂白影响且不容易发生光猝灭；由于SERS独特的优点，SERS纳米探针在生物成像，蛋白质检测，肿瘤识别等领域有重要应用。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种金-己硫醇-介孔硅结构的SERS标记纳米探针的制备方法。

本发明的另一目的在于提供通过上述制备方法制备得到的金-己硫醇-介孔硅结构的SERS标记纳米探针。

本发明的另一目的在于提供上述金-己硫醇-介孔硅结构的SERS标记纳米探针的应用。

本发明的再一目的在于提供一种检测细胞pH值的方法。

本发明采用己硫醇(HT)作为分子隔板，保证信号分子的稳定性，介孔二氧化硅包裹金纳米颗粒集成纳米探针，实现对肿瘤细胞内pH的监测。

本发明的方法具有灵敏度高、普适性、检测过程简单、准确监测等特点。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种金-己硫醇-介孔硅结构的SERS标记纳米探针的制备方法，包括如下步骤：

(1)己硫醇作为分子隔板，通过该分子一端的-SH与金纳米颗粒结合，获得己硫醇改性的金纳米颗粒；

(2)将步骤(1)获得的己硫醇改性的金纳米颗粒与拉曼信号分子4-MBA共同混合，在拉曼信号分子与金纳米颗粒间隙形成分子隔板，获得拉曼信号分子覆盖的金纳米颗粒；

(3)将步骤(2)获得的拉曼信号分子覆盖的金纳米颗粒用活化剂活化表面，形成包裹位点，获得活化好的金纳米粒子；

(4)采用One-pot two steps法实现介孔硅对金纳米颗粒的包裹，先将步骤(3)活化好的金纳米粒子与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和正硅酸四乙酯(TEOS)混合，在金纳米粒子表面形成致密的硅层(硅源)，作为还原模板，随后用氨水还原，在还原模板表面形成疏松的孔隙，形成金纳米粒子表面的介孔硅薄层，再洗涤除去多余的CTAB，获得介孔硅包裹的金纳米颗粒，即金-己硫醇-介孔硅结构的SERS标记纳米探针。