[发明专利]一种基于毛细管印迹SERS传感器及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种基于毛细管印迹SERS传感器及其制备方法。该方法步骤包括：将表面氨基化的毛细管浸入粒径在20nm‑50nm的金纳米星溶液中24h后，得具有SERS活性的玻璃毛细管传感器；将蛋白与盐酸多巴胺溶解在10mM的Tris‑HCl缓冲液中，并浸入具有SERS活性的玻璃毛细管，洗涤后，即可获得针对蛋白特异性识别的毛细管印迹SERS传感器。本发明蛋白为胰蛋白酶、胃蛋白酶、牛血清白蛋白或血红蛋白。本发明还提供一种检测蛋白的方法，根据报告分子渗透进入印迹空穴差异引起的SERS信号差异，对蛋白进行定量检测。本发明易于操作与规模化生产，并且传感器上粒子分布均匀，检测重现性好。

技术领域

本发明涉及一种基于毛细管印迹SERS传感器及其制备方法和应用，涉及纳米材料学和分析化学领域。

背景技术

近年来，与生理过程、疾病等密切相关的蛋白类生物标志物(biomarkers)的分析监测已被广泛研究。然而，生物样品中标志物的浓度往往较低，并伴有高浓度的共存物干扰，快速高灵敏临床检测面临极大的困难。目前主要依赖高特异性的免疫测定法，但是这种分析方法需要特定的昂贵免疫抗体，且分析过程耗时费力。此外，抗体的可重复性较差，具有易变性，导致其检测的灵敏度与重现性不能保证。因此，急需发展新的分析方法和传感器件，提高分析品质。

分子印迹聚合物(MIPs)是在模拟酶—底物及受体—抗体之间相互作用的基础上，发展起来的一种对模板分子(即待分析对象)具有专一识别性能的聚合物。MIPs的制备过程是将目标分子作为模板,通过一定的作用力与功能单体形成复合物，和交联剂在一定条件下发生聚合反应,然后将目标分子洗脱,最终形成与目标分子具有在形状、大小、功能基团上相匹配的空穴。与常规使用的生物识别元件(如荧光蛋白、抗体、酶或适配体)相比，所制备的MIPs因对模板分子具有特定的结合位点和识别能力，具有良好的可重复性、价格便宜和高的化学稳定性等优点，已被广泛应用到分离、样品前处理、传感等领域。

表面增强拉曼散射(SERS)是指吸附在金、银等贵金属纳米材料表面的分子，其拉曼信号显著增强(可达到10⁶以上)的现象，是一种重要的分析检测技术。目前已有研究整合了MIPs和SERS技术用于构建生物标志物传感器，以期同时获得MIPs的高稳定性和高特异性识别能力，以及SERS的高灵敏、快速检测等优点。此类传感器主要由SERS基底和其表面构建的MIP两层结构组成。在检测中主要基于以下两个原理：

(1)通过MIP捕获待测溶液中的biomarkers，其自身拉曼信号被SERS基底增强，进而用于定量。由于大部分biomarkers的拉曼活性(即化学结构信号决定的固有信号强度)很低，导致该原理的检测灵敏度较差。

(2)通过MIP捕获待测溶液中的biomarkers后，在测试体系中加上可以和biomarker特异结合的、具有高灵敏和特征性拉曼信号的SERS纳米探针。通过检测SERS纳米探针的信号来反映待测物含量。这种方法提升了灵敏度，但需要额外的昂贵SERS探针辅助，并且对biomarker种类有所限制：其结构必须含有两个以上的结合位点：一个位点用于MIPs的连接，另一个位点用于SERS探针的连接。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种基于毛细管印迹SERS传感器及其制备方法。该方法得到的传感器检测灵敏度高，并且检测时间短。

本发明提供一种基于毛细管印迹SERS传感器的制备方法，步骤包括：

(1)将表面洁净的玻璃毛细管一端浸泡在含APTES的无水乙醇溶液中，在70℃下氨基化24h后，水浴超声下用无水乙醇3次洗涤其表面未被反应的硅烷，得到氨基化的玻璃毛细管；

(2)在pH 7.5的HEPES缓冲液中加入3mL的超纯水与40μL的HAuCl₄溶液，室温下静止20分钟后，得到粒径在20nm-50nm的金纳米星胶体悬浮液；