[发明专利]一种pH敏感型表面增强拉曼散射探针及其制备

说明书

本发明涉及纳米材料学和分析化学领域，具体涉及一种pH敏感型表面增强拉曼散射探针及其制备。探针为金属纳米粒子及吸附在贵金属纳米粒子的外层的pH敏感型拉曼报告分子；所述pH敏感型拉曼报告分子为pH酸碱指示剂。本发明的SERS探针具有制备成本低、方法简单、检测灵敏度高等优点，在生物医学pH测试、环境水体pH监测等领域具有重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及纳米材料学和分析化学领域，具体涉及一种pH敏感型表面增强拉曼散射探针及其制备。

背景技术

表面增强拉曼散射(SERS)技术具有检测灵敏度高、适用于原位、无损、快速检测的优势，在环境分析监测领域引起了广泛关注。目前已报导的SERS分析方法多用于检测多环芳烃、农药杀虫剂及抗生素等有机污染物。众所周知，pH是天然水体基础性环境参数，其通常采用电极电位或紫外-可见光比色法测定。近年来，随着海洋酸化等重大环境基础科学研究的深入，迫切需要一种超灵敏的pH检测器用于监测水体微小pH 的变化。由于SERS技术的超灵敏性和原位快速监测性能，基于SERS的 pH传感器将成为解决该问题的重要选择。

目前已有一些基于SERS的pH敏感纳米探针的报道，这些探针以金、银贵金属纳米粒子为拉曼信号增强材料，以4-巯基苯甲酸、4-巯基吡啶、氨基苯硫酚等巯基化小分子作为拉曼报告分子。pH变化引起报告分子得失质子，引起报告分子SERS谱图中特定pH敏感峰强度的变化。通过构建敏感峰强度/稳定峰强度比值与pH的相关性曲线，探针可以用于探测活细胞中纳米微区的pH。在天然水体环境pH高灵敏测试等应用中，此类探针则受到了极大的限制。一方面，已有探针通常采用4-巯基苯甲酸等小分子作为拉曼报告分子，这些报告分子的拉曼散射截面较小，使得传感器的绝对拉曼散射强度弱，检测灵敏度低。另一方面，已有探针的报告分子种类较少，可以测定的pH范围受到局限。拓展pH敏感型报告分子种类，开发基于SERS技术、更为灵敏的pH检测原理，具有重要的科学意义和实际应用价值。

发明内容

本发明目的在于公开一种pH敏感型表面增强拉曼散射(SERS)探针及其制备。

为实现上述目的，本发明采用技术方案为：

一种pH敏感表面增强拉曼散射(SERS)探针，探针为金属纳米粒子及吸附在贵金属纳米粒子的外层的pH敏感型拉曼报告分子；所述pH敏感型拉曼报告分子为pH酸碱指示剂。该探针适用于细胞等微环境的pH 测定。

所述pH敏感型拉曼报告分子为间甲酚紫，百里酚蓝，甲基橙，溴酚蓝，刚果红，茜素红S，溴甲酚绿，甲基红，溴酚红，溴甲酚紫，溴百里酚蓝，中性红，酚红，甲酚红，酚酞，百里酚酞中的一种或几种。在pH 变化时可以引起报告分子电子构型经历从拉曼非共振态到拉曼共振态的可逆性变化，体现为pH变化诱导报告分子溶液颜色的可逆性变化。

所述贵金属纳米粒子为粒径在10纳米-400纳米的金纳米球、金纳米棒、金纳米花、金纳米星、银纳米球、银纳米花、银纳米星、金核银壳金纳米粒子、银核金壳纳米粒子或金/银合金纳米粒子。

所述pH敏感型拉曼报告分子吸附在贵金属纳米粒子表面，以有信号能够产生即可。

一种pH敏感表面增强拉曼散射(SERS)探针的制备方法，1)制备贵金属纳米粒子；2)将10^-6M至10^-3M的pH敏感型拉曼报告分子加入贵金属纳米粒子溶液，混合10到120分钟，形成纳米粒子和报告分子纳米复合物；3)将复合物离心洗涤并重新分散在水溶液中，即形成pH敏感 SERS纳米探针。

一种pH敏感表面增强拉曼散射(SERS)芯片，芯片为所述探针吸附于载体上。该芯片适用于较大体积液体样品的pH测定。

所述载体为贝克曼滤纸、玻璃纤维纸、硅片或玻璃片。

一种pH敏感型SERS芯片的制备方法：