[发明专利]一种等离子增强荧光的近红外荧光传感器及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种等离子增强荧光的近红外荧光传感器及其制备方法和应用，该制备方法包括：将十六烷基三甲基溴化铵、氯金酸、硼氢化钠反应制成种子液；将十六烷基三甲基溴化铵、硝酸银、氯金酸、抗坏血酸反应制成生长液；将种子液加入生长液中制备得到金纳米棒溶液；将聚乙二醇、多肽KC13在金纳米棒溶液中反应得到聚乙二醇、多肽KC13修饰的金纳米棒溶液；将染料Cy7、EDC、NHS、聚乙二醇和多肽KC13修饰的金纳米棒反应得到等离子增强荧光的近红外荧光传感器。本发明制备的等离子增强荧光的近红外荧光传感器稳定性好，特异性强，可排除细胞自体荧光干扰，其可用于脂多糖的体外定量检测，同时实现革兰氏阳性菌和阴性菌区分。

技术领域

本发明属于等离子增强荧光的技术领域，具体涉及一种等离子增强荧光的近红外荧光传感器及其制备方法和应用。

背景技术

肝癌是最致命的恶性肿瘤之一，其发病率仍在逐年攀升。越来越多的证据表明脂多糖的水平的高低与肝癌的发展阶段紧密相关。脂多糖是革兰氏阴性菌细胞壁的结构成分，微量的脂多糖进入机体会引发目标器官毒性甚至导致感染休克。因此准确检测脂多糖对于疾病预防、治疗、诊断有重要意义。临床上脂多糖的检测主要依赖与鲎试剂，然而该试剂受温度、pH等环境因素影响大。此外，葡萄糖的存在还会导致结果假阳性，极大的限制了其在生物医学领域的应用。更重要的是鲎试剂的广泛使用导致马蹄蟹(鲎)的数量急剧减少。2019年，世界自然保护联盟的《红色名录》将鲎列为濒危动物。发展高效、灵敏的方法取代鲎试剂用于脂多糖的临床检测十分迫切。

荧光传感技术的发展使开发不依赖于鲎试剂的传感器成为可能。但是荧光染料有很多固有缺点，比如易受背景荧光干扰、激发光谱窄、光稳定性差等。近红外染料因其深的组织穿透力、低的背景荧光干扰和对生物样品最小的光损伤引起了广泛关注。然而近红外染料光致发光低、生物相容性差和光稳定性使其在实现脂多糖活体成像上仍面临重大挑战。目前有文献报道使用四甲基罗丹明B标记脂多糖识别肽用于脂多糖的荧光定量检测，其使用的荧光染料四甲基罗丹明存在荧光稳定性较差以及波长较短等缺点限制了其进一步的应用和发展。所以，设计制备特定的近红外荧光传感器实现脂多糖的准确定量以及体内成像对于肝癌的早期预防、诊断和治疗具有重要意义。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种等离子增强荧光的近红外荧光传感器的制备方法，通过等离子增强荧光技术提高近红外染料的光致发光强度，利用亲水性聚合物刷修饰增加传感器的生物相容性和光稳定性。制备得到的近红外荧光传感器具有良好的生物相容性和光稳定性，具有脂多糖浓度依赖性“关-开”特性，可以作为特异性脂多糖浓度指示剂，并且其制备过程简单，且表面多肽KC13修饰使其能够特异性靶向脂多糖并在革兰氏阴性菌表面成像。

本发明还提供该近红外荧光传感器的制备方法所制备的近红外荧光传感器以及该近红外荧光传感器在脂多糖定量检测和活菌荧光成像中的应用。

技术方案：为了实现上述目的，本发明所述一种等离子增强荧光的近红外荧光传感器的制备方法，包括如下步骤：

(1)将十六烷基三甲基溴化铵、氯金酸、硼氢化钠混合反应制成种子液；

(2)将十六烷基三甲基溴化铵、5-溴水杨酸或者水杨酸钠、硝酸银、氯金酸、抗坏血酸混合反应得到生长液；

(3)将种子液加入到生长液中反应得到金纳米棒溶液；

(4)将聚乙二醇、多肽KC13加入到中金纳米棒溶液中反应得到聚乙二醇和多肽KC13修饰的金纳米棒溶液；

(5)将染料Cy7、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐、N-羟基琥珀酰亚胺加入聚乙二醇和多肽KC13修饰的金纳米棒反应得到等离子增强荧光的近红外荧光传感器。

其中，步骤(1)中将氯金酸水溶液加入到十六烷基三甲基溴化铵水溶液中混匀，在剧烈搅拌下加入冰冷硼氢化钠溶液持续搅拌2-3分钟，观察到溶液由明黄色变成茶棕色。