[发明专利]一种用于二氧化硅包覆表面增强拉曼标记物纳米粒子的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于表面增强拉曼标记物制备方法领域，具体涉及一种用于二氧化硅包覆表面增强拉曼标记物纳米粒子的制备方法。

背景技术

表面增强拉曼（SERS）标记物纳米粒子指的是可提供良好的SERS信号并易于修饰生物分子的一类纳米颗粒。这种标记物常以金或银纳米颗粒为增强基底，表面修饰有可提供SERS信号的拉曼分子。当前，利用SERS标记物实施对生物分子的标记已经成为国际上研究的前沿课题。这是由于SERS标记物与生物标记中最常用的荧光方法相比，SERS标记物不会自淬灭和光漂白，因此可以通过增加探针上拉曼分子的个数和提高光谱累积时间来增强SERS信号，提高检测的灵敏度。尤其是SERS光谱的半峰宽窄，分辨率高，而且不同的拉曼分子可以在同一波长激发，这就为实现多组分分析提供了可能。

到目前为止，SERS标记物纳米粒子的发展经历了两个阶段。第一阶段：SERS标记物纳米粒子是通过生物识别分子与拉曼分子同时直接吸附在金属纳米颗粒表面而形成。这一阶段的SERS标记物纳米粒子的缺点，首先是稳定性差，在有机溶剂或其他的分析试剂中易于发生团聚；其次，由于溶剂中的分子也可以吸附到金属纳米颗粒的表面，很容易引入干扰信号降低灵敏度；最后，金属纳米粒子表面的拉曼分子很容易被溶液中的其他分子替换下来，导致其拉曼信号变弱。为了解决上述问题，SERS标记物纳米粒子发展到第二阶段：先把拉曼分子吸附在金属纳米粒子表面，然后用二氧化硅进行包裹，从而形成具有核壳结构的SERS标记物纳米粒子。此种SERS标记物纳米粒子与没有包覆二氧化硅外壳的SERS标记物纳米粒子相比，稳定性好，不易受周围环境干扰；具有更好的生物相容性，使标记物表面更容易修饰生物分子，更适合于生化分析。

现有包覆二氧化硅的方法，一般均选择利用方法对合成的柠檬酸根稳定的金属纳米粒子进行包覆。由于该法合成的金属纳米粒子无法直接溶于水醇混合溶液，为了实现对于金属纳米颗粒的二氧化硅包覆，必须对金属纳米粒子表面进行化学修饰，使其能够在水醇体系稳定存在。因此这种合成方法的缺点是：首先，使用表面修饰分子作为稳定剂会导致很多具有高效拉曼活性但与金属只有弱作用力的拉曼分子失去有效键合金属纳米粒子的机会，导致这些拉曼分子不能成功包埋而无法得到有效的SERS标记物纳米粒子；其次，拉曼信号的强弱和金属纳米粒子表面包覆的拉曼分子数量息息相关，即使拉曼分子能够和金属纳米粒子实现强结合，但由于其与金属纳米粒子表面的修饰分子共用一个表面层，使得拉曼分子在金属纳米颗粒表面很难形成一个独立完整的自组装单层，故降低了单个SERS标记物纳米粒子的信号强度。另外，已有的SERS标记物纳米粒子制备方法还存在步骤多，耗时长等缺点。因此，发展新的更简单方便的能够形成拉曼分子自组装单层的核壳型SERS标记物纳米粒子的制备方法，是非常必要的。制约现有SERS标记物纳米粒子二氧化硅包覆方法的最关键问题，是柠檬酸根稳定的金属纳米粒子无法稳定溶解在水醇溶液中，无法进而用Stober方法对其进行二氧化硅包覆。因此，首先需要解决金属纳米粒子在水醇溶液中的稳定性。现有研究都认为由于水溶液中加入醇改变了溶液的极性，导致金属纳米粒子在水醇混合体系中无法稳定存在。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的SERS标记物纳米粒子不能稳定存在于水醇溶液中的缺点，而提供一种用于二氧化硅包覆表面增强拉曼标记物纳米粒子的制备方法。

本发明提供了一种用于二氧化硅包覆表面增强拉曼标记物纳米粒子的制备方法，包括：

步骤一：将柠檬酸根修饰的贵金属纳米粒子溶液去除多余的盐，得到单分散的纳米粒子水溶液；

步骤二：将拉曼分子加入到上述单分散的纳米粒子水溶液中，得到拉曼分子修饰的纳米粒子水溶液，将拉曼分子修饰的纳米粒子水溶液与醇溶液混合，得到混合溶液；

步骤三：将氨水和正乙酸乙酯（TEOS）加入到步骤二所述的混合溶液中，搅拌，得到反应混合物；

步骤四：将步骤三得到的反应混合物离心、溶解，得到二氧化硅包覆表面增强拉曼标记物纳米粒子。

优选的是，所述的将柠檬酸根修饰的贵金属纳米粒子溶液通过离心或透析的方法除去多余的盐。

优选的是，所述的柠檬酸根修饰的贵金属纳米粒子的粒径为10～80nm。

优选的是，所述的拉曼分子为对巯基苯甲酸或二硫二硝基苯甲酸。

优选的是，所述的醇溶液为异丙醇溶液。

优选的是，所述的柠檬酸根修饰的贵金属纳米粒子溶液为柠檬酸根修饰的银纳米粒子溶液。

优选的是，所述的柠檬酸根修饰的银纳米粒子溶液的制备方法，包括：