[发明专利]应用SERS纳米光纤探针探测细胞内部成分和环境的系统

说明书

技术领域

    本发明涉及一种应用SERS纳米光纤探针检测细胞内部成分和环境的系统，可以用于细胞内部成分和环境的检测。

背景技术

    近年来，纳米技术在生化检测领域得到了广泛的应用，已经成为生化学科技快速发展重要推动力。其中，基于纳米金属粒子的表面增强拉曼散射（Surface Enhanced Raman Scattering， SERS）就是最为重要的技术之一，拉曼光谱可从疾病引起组织、细胞、体液的分子组成的变化，从分子振动光谱，在分子和细胞水平上来诊断疾病,已有研究证明胃癌、结肠癌、乳腺癌病人的癌细胞与正常细胞相比，其拉曼光谱的特征谱带会发生明显变化。然而，对于分析细胞内的核酸，糖类，脂类等成分的变化以及细胞内细胞核、细胞质、线粒体、胶原，生物大分子的变化，对细胞和生命功能和机理的探究具有重要的作用。现有的SERS技术是无法对单个细胞进行高灵敏度和高空间分辨率的探测，更无法获得细胞体内环境参量、生物组织的生理变化的动态数据，同时也无法进行远程、原位检测，这就严重地制约了生化分析和生物医学研究的发展。因此，亟待开发出一种具有高灵敏度、高空间分辨率的SERS检测系统，以促进原始创新成果的发明创造，从而加速我国生物医学的发展。

本发明基于纳米金属表面拉曼增强效应，制备具有纳米尺度的熔锥光纤探针，在探针表面进行纳米金属颗粒涂覆及表面修饰，实现一种高灵敏度、高空间分辨率的SERS纳米光纤探针探测细胞内部成分和环境的系统系统。 

目前尚没有基于SERS纳米光纤探针的专业分析仪器，为了满足生物医学学科领域对SERS技术的高灵敏度、高空间分辨率检测的迫切需求。本发明采用单根光纤实现拉曼信号的激发以及SERS信号的接收，且不受传统光学系统衍射极限分辨率的限制，空间分辨率能得以保证。同时，系统稳定，可实现远程、实时监控。可应用于生物医学等多个领域研究和应用，具有重要的研究和实用价值。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种应用SERS纳米光纤探测细胞内部成分和环境的系统，具有高灵敏性、高空间分辨率，可实现运程、实时监控，系统稳定。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种应用SERS纳米光纤探针探测细胞内部成分和环境的系统。它包括空心光纤、多维移动平台、光纤探针、显微镜、激光光源、拉曼光谱仪以及计算机。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：本发明具有很强的拉曼增强效果，以达到探测单细胞分子的水平，由于是纳米探针，对单细胞的探测具有高的空间分辨率和检测灵敏度，可实现运程、实时监控，系统稳定。

附图说明

图1是本发明一个实施例的SERS纳米光纤探针检测细胞内部成分和环境的系统框图。

图2是光纤针刺细胞示意图。光纤针刺细胞，输送激光到细胞内部，收集Raman光谱到光纤或外部收集拉曼光谱。

图3图4和图5是记录的肿瘤细胞的拉曼光谱示意图。

具体实施方式

本发明的优选实施例结合附图详述如下：

实施例一：

参见图1图2和图3，本应用SERS纳米光纤探针探测细胞内部成分和环境的系统，包括空心光纤（1）、多维移动平台（2）、光纤探针（3）、显微镜（4）、激光光源（5）、拉曼光谱仪（6）以及计算机（7），其特征在于：所述空心光纤（1）用于吸取滴于多维移动平台（2）上的细胞，该平台（2）是一个可移动的三维平台，在所述多维移动平台（2）的上下各有一个显微镜（4），一个是正置显微镜、另一个是倒置显微镜，通过这两个显微镜可以清晰的看到置于多维移动平台（2）上的细胞，通过缓慢的移动多维移动平台（2）吸取住单个细胞，之后再用一段固化有纳米颗粒的光纤探针（3）轻轻的刺该细胞，该光纤探针（3）的另一端连接所述的拉曼光谱仪（6），通过控制加载在拉曼光谱仪（6）上的激光光源（5）的功率，就可在光纤探针（3）得到不同的激光功率，该激光可以激发出细胞的拉曼信号，再利用这根光纤探针（3）收集激发出的拉曼信号送至拉曼光谱仪（6）获得拉曼光谱，该拉曼光谱仪（6）又连接至计算机（7）进行分析数据的分析与处理。

实施例二：