[发明专利]表面增强拉曼光谱（SERS）标记偶联物及其制备方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请主张2012年5月31日递交的新加坡专利申请No.201204008-5的优先权，出于所有目的通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

本发明属于光谱和分子诊断领域。特别地，本发明涉及表面增强拉曼光谱(SERS)标记偶联物(marker conjugate)和制备该SERS标记偶联物的方法。

背景技术

已经开发了分析物检测用的诸如红外(IR)、标准拉曼光谱和表面增强拉曼光谱(SERS)的振动光谱技术。

尽管这些光谱技术可被认为利用容易获得的仪器确立已久的，但是关于这些技术在生物医学研究和应用中的使用仍有未解决的问题。例如，对于活细胞成像的IR检测的主要障碍在于，来自水在大约1,600cm^-1处的强吸收峰的生成光谱的干扰。相比较而言，拉曼光谱能够提供更好的空间分辨率而受到水的最小的干扰。然而，它却只有大约10^-31至10^-26cm²每分子的低散射截面。该较低的散射截面使分析物检测用的较高含量的生物标识(biotag)的使用成为必须，这会引起导致细胞死亡的细胞毒性，因此限制了拉曼光谱在临床应用中的使用。

由于通过被吸收的SERS活性分析物分子与金属基底表面的相互作用的拉曼光谱强度的增强，使SERS已经逐渐成为分析物检测用的最灵敏的技术之一。在SERS中，由于纳米结构表面的强表面等离子共振，在胶质金纳米粒或胶质银纳米粒上吸附的分子的拉曼信号可增强几个数量级，典型地，在10⁶至10¹⁴的范围内。这已经成功地适用于化学传感应用(以较低的浓度但是具有较好的检测限)，并且最好的例证是它在DNA检测、癌症诊断和细胞分子检测中的应用。

形成SERS纳米标识(nanotag)的本领域方法的当前状态包括在金属胶质颗粒上固定拉曼活性染料(拉曼报告子(Raman reporter))。形成的SERS纳米标识与靶分析物(target analyte)上的特定位置进行生物偶联(bioconjugated)。该纳米颗粒拉曼报告子还可以被称作拉曼标识(Ranman tag)，并且可以提供用 于在生物成像和传感应用中的多重检测(multiplexing)、靶向(targeting)和追踪(tracking)的平台。报告分子(reporter molecule)和金属纳米颗粒的类型是拉曼标识的敏感度的主要决定因素。报告分子的实例包括三苯基次甲基(TM)化合物，诸如异硫氰基孔雀石绿(MGITC)和结晶紫(CV)。

尽管如此，SERS纳米标识其自身能够在SERS下发出信号且在800cm^-1至1800cm^-1区域内具有信号。这转化成在由SERS报告子和分析物产生的峰之间重叠的峰，因为大多数生物分子信号存在于相同的区域。结果，阻碍了使用SERS的生物分子的鉴定。

鉴于此，需要一种可用于使用表面增强拉曼光谱(SERS)来检测分析物并解决至少一个上述问题的改进的化合物以及形成该化合物的方法。

发明内容

在第一方面中，本发明涉及表面增强拉曼光谱(SERS)标记偶联物，其包括金属纳米颗粒和连接至该金属纳米颗粒表面的有机金属材料。

在第二方面中，本发明涉及生物传感器，其包括多个根据第一方面的SERS标记偶联物。

在第三方面中，本发明涉及形成根据第一方面的表面增强拉曼光谱(SERS)标记偶联物的方法。

附图说明

通过参照结合非限制性实例和附图的详细说明将更好地理解本发明，其中：

图1显示描绘根据各种实施方案的形成表面增强拉曼光谱(SERS)标记偶联物的方法的示意图。在示出的实施方案中，形成了锇羰基簇合物涂覆金纳米颗粒的SERS标记偶联物(本文中称作Os-Au纳米颗粒或OM-NP构建体)。作为有机金属材料的实例(或者更具体地，为金属羰基簇合物)的Os₃(CO)₁₀(μ-H)₂连接至作为金属纳米颗粒实例的金纳米颗粒的表面。可以通过有机金属材料和金属纳米颗粒的金属原子之间的金属-金属相互作用，或通过有机金属材料的有机配体和金属纳米颗粒之间的有机配体-金属相互作用而使有机金属材料连接至金属纳米颗粒。