[发明专利]一种基于荧光和拉曼双信号增强的肠毒素光谱分析方法

说明书

本发明提供了一种基于荧光和拉曼双信号增强的肠毒素光谱分析方法，属于光谱分析技术领域。本发明包括：将铬、铒、镱元素掺杂在镓锗酸锌基质得到长余辉纳米粒子(ZGGO:Cr,Er,Yb NPs)。在长余辉纳米粒子和金锥纳米粒子表面分别修饰肠毒素的一抗和二抗，当存在肠毒素时，抗体捕获了抗原形成双抗体夹心结构。抗体的刚性结构为金锥和ZGGO:Cr,Er,Yb NPs之间提供了合适的距离，金锥引起的电磁场增强促进了荧光物质的辐射衰减速率，导致荧光增强。此外ZGGO:Cr,Er,Yb NPs金锥之间存在电荷转移，导致SERS信号增强。本发明以荧光信号和拉曼信号共同作为检测信号，提高了检测的准确性。

技术领域

本发明属于光谱分析技术领域，尤其是涉及一种检测肠毒素的荧光拉曼双重光谱分析技术。

背景技术

肠毒素广泛存在于自然界中，是一种重要的临床致病菌，会导致细菌性食物中毒、菌血症、皮肤组织感染等疾病。由于其高的热稳定性和致病力，肠毒素感染成为世界性公共卫生问题。目前用于肠毒素检测的方法有：质谱分析、PCR法、电化学免疫分析、酶联免疫分析法等，但是存在试剂设备昂贵、耗时、重现性差等缺点。因此迫切需要开发能够准确、灵敏、特异性检测SEC含量的传感器。

近年来，纳米材料因其独特的光学、电学、热学、催化性能，在化工、生物、环境科学领域飞速发展。由于具有介电限域效应、量子尺寸效应和表面效应，纳米材料明显优于其他传统材料。长余辉纳米材料是一种在激发光下储存能量，移除激发光后能以光的形式缓慢释放能量的光致发光纳米材料。由于不涉及原位激发，长余辉材料可以有效地消除检测环境中的自体荧光背景和光散射干扰。等离子金属纳米材料例如金、银纳米材料，由于局域表面等离子体共振(LSPR)效应在可见光区域表现出强烈的光吸收和光散射。此外，由于具有良好的生物相容性和低细胞毒性，以此类纳米材料构建的生物传感器反应灵敏、选择性好、检测限低。与单一组分的纳米材料相比，由多组分材料自组装而得的纳米复合材料表现出更多的优异特性。因此，开发基于长余辉材料与等离子金属材料的复合材料具有重要意义和应用前景。

发明内容

本申请针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于荧光和拉曼双信号增强的肠毒素光谱分析方法。本发明提供的方法能够有效消除自体荧光干扰，提高了检测的准确性，具有较高的灵敏度和特异性。

本发明的技术方案如下：

一种检测肠毒素的荧光拉曼双重光谱分析方法，所述的分析方法具体包括以下步骤：将长余辉纳米粒子进行表面肠毒素抗体修饰得到ZGGO:Cr,Er,Yb/SEC-1溶液，与金锥纳米粒子进行表面肠毒素抗体修饰得到的Au NBPs@4-ATP/SEC-2溶液混合，随后加入肠毒素SEC，混均，分别测定溶液荧光光谱以及拉曼光谱。

所述分析方法的具体步骤如下：

(1)长余辉纳米粒子ZGGO:Cr,Er,Yb NPs的制备及表面SEC-1的修饰：

①长余辉纳米粒子ZGGO:Cr,Er,Yb NPs的制备：

将Cr(NO₃)₂，Zn(NO₃)₂，Yb(NO₃)₂，Er(NO₃)₂与锗酸铵溶液加入到Ga(NO₃)₂溶液中，混匀后得到溶液1，随后向溶液1中加入CTAB，调节溶液的pH值至7-9，混均后进行水热反应，在110-130℃下加热14-16h；冷却至室温后，固液分离取沉淀物，洗涤并干燥即得长余辉纳米粒子ZGGO:Cr,Er,Yb NPs；