[发明专利]一种SERS生物探针及其制备方法

权利要求书

1.一种SERS生物探针，包括

二氧化硅颗粒核心和在所述二氧化硅颗粒核心表面上的金属纳米颗粒层；

所述金属纳米颗粒层上连接有若干拉曼信号分子，所述金属纳米颗粒层外还形成有二氧化硅层，所述拉曼信号分子位于所述金属纳米颗粒层和所述二氧化硅层之间；

所述二氧化硅层表面修饰有生物探针分子；

所述金属纳米颗粒层为金纳米颗粒层或银纳米颗粒层。

2.根据权利要求1所述的SERS生物探针，其特征在于：所述二氧化硅颗粒核心的粒径为10-2000nm；所述二氧化硅层的厚度为1-1000nm。

3.根据权利要求1所述的SERS生物探针，其特征在于：所述拉曼信号分子为对巯基苯胺，巯基苯胺、对巯基吡啶、1，4-二巯基苯、巯基苯、4-甲基巯基苯、2-巯基萘。

4.权利要求1所述SERS生物探针的制备方法，包括如下步骤：

1)将表面官能团化的二氧化硅颗粒与金或银纳米颗粒在溶液中混和，使金或银纳米颗粒固定在二氧化硅颗粒表面，得到表面形成有金或银纳米颗粒层的二氧化硅颗粒；

2)将拉曼信号分子与步骤1)所得表面形成有金或银纳米颗粒层的二氧化硅颗粒进行反应，使所述拉曼信号分子连接于所述金或银纳米颗粒层上；

3)将经步骤2)处理的颗粒分散于乙醇中，加入氨水后，搅拌加入正硅酸乙酯的乙醇溶液，在所述金或银纳米颗粒层外形成二氧化硅层；

4)将经步骤3)处理的颗粒与生物探针分子反应，在所述二氧化硅层上连接所述生物探针分子，得到所述SERS生物探针。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述表面官能团化的二氧化硅颗粒为表面氨基化的二氧化硅颗粒，表面醛基化的二氧化硅颗粒，表面巯基化的二氧化硅颗粒，或者，为表面吸附有与金或银纳米颗粒相反电荷的聚合电解质的二氧化硅颗粒。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述表面氨基化的二氧化硅颗粒按如下过程制备：将二氧化硅颗粒与氨基化溶液混和反应，即得到表面氨基化的二氧化硅颗粒；所述氨基化溶液选自聚乙烯亚胺、3-氨基丙基-三乙氧基硅烷、聚合-2-乙烯吡啶、聚合-4-乙烯吡啶或3-氨基丙基-三甲氧基硅烷；

所述表面巯基化的二氧化硅颗粒按如下过程制备：将二氧化硅颗粒与巯基化溶液混和反应，即得到表面巯基化的二氧化硅颗粒；所述巯基化溶液选自3-巯基丙基-三乙氧基硅烷或3-巯基丙基-三甲氧基硅烷；

所述表面醛基化的二氧化硅颗粒按如下过程制备：将二氧化硅颗粒与醛基化溶液混和反应，即得到表面醛基化的二氧化硅颗粒；所述醛基化溶液选自3-醛基烷基-三乙氧基硅烷或3-醛基烷基-三甲氧基硅烷；

表面吸附有与金或银纳米颗粒相反电荷的聚合电解质的二氧化硅颗粒按如下过程制备：将二氧化硅颗粒与聚电解质溶液混和，即得到表面吸附有与金或银纳米颗粒相反电荷的聚电解质的二氧化硅颗粒；所述聚电解质溶液选自聚合阳离子和聚合阴离子；所述聚合阳离子包括聚苯乙烯磺酸盐、聚乙烯亚胺、聚丙烯酸铵、聚丙烯酰胺、聚合-4-乙烯吡啶、聚合-2-乙烯吡啶；聚合阴离子包括聚苯乙烯磺酸盐，聚丙烯酰胺。

7.根据权利要求4-6任一所述的制备方法，其特征在于：所述二氧化硅颗粒的粒径为10-2000nm；所述金或银纳米颗粒的粒径为3-200nm。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中所述拉曼信号分子选自对巯基苯胺，巯基苯胺、对巯基吡啶、1，4-二巯基苯、巯基苯、4-甲基巯基苯、2-巯基萘。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤3)形成SiO₂层的具体条件：用氨水调整溶液的pH在6-14，正硅酸乙酯的浓度范围0.1mmol/L-2mol/L，正硅酸乙酯与二氧化硅颗粒的用量摩尔比为200∶1～1∶200。

10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤4)中经步骤3)处理的颗粒与生物探针分子反应前，还经过氨基化和戊二醛处理。