一种表面增强拉曼探针的制备方法及其应用

专利检索2025-04-29  13


本发明属于生物医学检测领域,尤其涉及一种表面增强拉曼探针,本发明还涉及表面增强拉曼探针的制备方法及增强其生物相容性的方法,本发明还涉及该表面增强拉曼探针的应用。


背景技术:

1、癌症,可以说是对现代人群健康威胁最大的一类病症类型。而对女性群体来说,最值得警惕的癌症,可能要属乳腺癌了,乳腺癌病程漫长,加之部分患者没有明显的临床体征,或临床体征与其他良性病变类似,而患者重视程度不够,常常自行根据临床体征判断病情,导致乳腺癌发现率被降低。乳腺癌对患者带来的影响是很大的。在这种大背景下,乳腺癌的筛查就显得尤为必要了。尤其是在高危人群中。乳腺癌筛查传统的乳腺癌筛查方式有乳腺超声检查、乳腺钼靶检查(x线检查)、乳腺核磁共振检查(mr检查)。而超声检查对乳腺内早期钙化敏感性差,容易受到仪器性能的影响。x线检查对致密性乳腺病灶检出率会降低,压迫性检查对于特别深或特别边的发病部位看不到,会有疼痛感不适感。mr检查的检测时间长,检测费用高。

2、表面增强拉曼光谱是基于靶向的光学探针进行检测,在肿瘤细胞形成前,形成后,甚至分子水平早期检测出肿瘤细胞的异常。对癌症筛查可以做到覆盖范围,早期侦察。通过敏感的表面增强拉曼散射成像检测炎症水平的变化,容易做到快速响应,节省时间。通过增强探针对正常细胞的生物相容性,减轻不适感。便携式拉曼光谱仪提供便捷性、高灵度、高识别性、高适用性及高稳定性,还拥有预处理方便、无需专业人员以及无需标记、成本低等。因此,制备一种拉曼信号强,信号稳定性高,生物相容性好的表面增强探针用于生物医学检测,在较低的激光功率和·较短成像时间下,得到好的成像效果是一个迫切需要解决的问题。公开号为cn104914087a,发明名称为“一种多层核壳结构的表面增强拉曼探针及制备方法”的中国专利申请公开了一种多层核壳结构的表面增强拉曼探针及其制备方法,该方法制备的探针拉曼信号强;目前还没有此种表面增强拉曼探针在生物医学成像中应用的文献资料。但此种探针在使用过程中主要存在两个问题:一是其表面活性剂的毒性;二是其在成像过程中的稳定性。探针在制备过程中需要使用高浓度的十六烷基三甲基氯化铵(ctac)作为表面活性剂及稳定剂,ctac具有较大的生物毒性,不适宜直接用于生物医学检测。稳定性方面,探针在长时间成像过程中,受到激光和热的影响会产生光漂白。


技术实现思路

1、有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明提供的一种新的表面增强拉曼探针,要解决的技术问题是改善现有拉曼探针的生物相容性,达到高质量未损害样品的拉曼光谱,无标记表面增强拉曼散射。

2、为解决上述问题,本发明采取的技术方案是:一种表面增强拉曼探针,所述表面增强拉曼探针包括二维纳米材料即氨基氧化钼(amo)纳米片。获得增强的拉曼信号。巯基-聚乙二醇结合氨基氧化钼(amo)纳米片进而提高稳定性,生物激发蛋白冠状策略增强了纳米探针对正常细胞的生物相容性。所述特异性响应基团为针对体内氧化胁迫水平的标志物过氧亚硝基阴离子。本发明的表面增强拉曼探针合成步骤均在水溶液中且使用蛋白质进行修饰,可以改善表面增强拉曼探针生物相容性,大幅度提高表面增强拉曼探针的生物相容性,被细胞摄取后对其正常生理功能影响较小。

3、所述氨基氧化钼(amo)纳米片为简单氧化物等离子材料构成。其中氨基氧化钼(amo)纳米片由均直径20nm的小amo纳米盘,从而聚在一起形成更大的纳米片。特征在于实现了超薄简并+掺杂氧化钼。

4、所述的表面增强拉曼探针的制备方法,所述方法包括如下步骤:

5、s1:将5ml过氧化氢(50wt%,sigma-al dr ich)与0.5gmo粉末(99.9%纯度,al drich)在20ml玻璃瓶中混合,以获得过氧钼溶液。

6、s2:将溶于10ml去离子(d i)水中的350mg六亚甲基四胺(hmta,99%纯度,si gma-al dr ich)加入过氧化钼溶液中。

7、s3:然后将溶液搅拌30分钟,并转移到聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压灭菌器中。即得表面增强拉曼探针。

8、本发明的另一个目的是提供上述的表面增强拉曼探针基于sers的单细胞检测性能和在生物医学检测中的应用:

9、1)通过pca-svm算法对结果进行处理,以验证分析物的指纹图谱。

10、2)对细胞的sers数据进行处理,变量的数量从大量个减少到最后的三个。

11、3)应用算法来提供细胞类型区分和最终准确性。

12、所述生物检测为单细胞检测其中,所述单细胞检测包括如下步骤:

13、(1)将乳腺癌细胞与表面增强拉曼探针溶液共孵育,细胞通过胞吞作用吞噬纳米颗粒。

14、(2)用共聚焦拉曼光谱仪对乳腺癌细胞进行检测并生成拉曼光谱。

15、可选地,所述单细胞检测包括如下步骤:

16、(1)将乳腺癌细胞与表面增强拉曼探针溶液共孵育,细胞通过胞吞作用吞噬纳米颗粒。

17、(2)用共聚焦拉曼光谱仪对乳腺癌细胞进行检测并生成拉曼光谱。

18、与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:本发明提供的表面增强拉曼探针包括氨基氧化钼(amo)纳米颗粒,通过纳米片吸附在细胞表面提高生物兼容性,以上合成步骤均在水溶液中进行且不添加任何表面活性剂,可以改善现有表面增强拉曼探针的生物相容性,且能特异性响应炎症物质onoo-。

19、本发明地还提供一个优选实施例,表面增强拉曼的实施方法,使用氨基氧化钼(amo)钠米探针检测单个癌细胞的双重功能.包括如下步骤:

20、s1:amo-涂层电池在激光激发下呈现sers发射。

21、s2:细胞在葡萄糖溶液的程序性凋亡作用下产生活性氧和抗氧化剂,amo响应氧化还原反应的spr变化。

22、s3:细胞通过孵育被amo包被。

23、s4:插图(左)和光学图像(右)的amo涂层细胞注入到一个微流控芯片,并分别安置在小凹槽(红色突出)。



技术特征:

1.一种表面增强拉曼探针,其特征在于,所述表明增强拉曼探针包括二维纳米材料即氨基氧化钼(amo)纳米片。

2.如权利要求书1所述的表面增强拉曼探针。其特征在于可以观察到大量平均直径20nm的小amo纳米盘,从而聚在一起形成更大的纳米片。

3.如权利要求书1所述的表面增强拉曼探针。其特征在于作为研究细胞的合适的非侵入工具。

4.如权利要求书1所述的表面增强拉曼探针。其特征在于氨基氧化钼是一种新兴的等离子体材料,利用了与传统贵金属相似的可见近红外(nir)光驱动等离子特征和金属氧化物表现出的优异生物相容性。

5.如权利要求书1所述的表面增强拉曼探针的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:

6.如权利要求书4所述的方法,其特征在于实现了超薄简并+掺杂氧化钼,作为“等离子体氧化物”(p0s)材料中的典型代表。根据h+掺杂的水平,自由电子浓度可以从每立方厘米1020到1022进行调整,从而在整个可见光和部分近红外区域产生spr。通过与酶促葡萄糖氧化还原过程的电荷交换,其出色的等离子体葡萄糖检测性能得到了初步演示的启发。

7.如权利要求书6所述,通过利用简并氧化钼的可调等离子体特性,开发了一种用于乳腺癌单细胞识别的高度准确、无标记、生物兼容的纳米探针。

8.如权利要求书1-3任一所述的表面增强拉曼探针在生物医学监测中的应用。

9.如权利要求书1-3任一所述的表面增强拉曼探针在女性高危人群乳腺癌早期体外筛查的应用,其特征在于,所述应用包括如下步骤:


技术总结
本发明公开了一种表面增强拉曼探针的制备方法及其应用,涉及单细胞检测和生物医学检测领域。本发明所述表面增强拉曼探针主要为二维纳米材料即氨基氧化钼(AMO)纳米片获得增强的拉曼信号。巯基聚乙二醇(HS‑PEG)结合氨基氧化钼(AMO)纳米片,提高稳定性,简并氧化钼的可调等离子体特性及生物激发蛋白冠状策略增强了纳米探针对正常细胞的生物相容性。所述特异性响应基团为针对体内氧化胁迫水平的标志物过氧亚硝基阴离子。本发明的表面增强拉曼探针合成步骤均在水溶液中且使用蛋白质进行修饰,可以改善表面增强拉曼探针生物相容性,被细胞摄取后对其正常生理功能影响较小。可实现对乳腺癌发病部位的精确定位及对发病部位的早期诊断全面覆盖。可以应用在乳腺癌高危人群的体检筛查中。

技术研发人员:殷朋举,赵庆云,孙嘉骏,焦煜淞,高赞,李旭泽
受保护的技术使用者:河北工程大学
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
转载请注明原文地址:https://win.8miu.com/read-1153183.html

最新回复(0)