[发明专利]混合晶态半导体纳米粒子作为表面增强激光拉曼光谱的基底的应用

说明书

本申请公开了混合晶态半导体纳米粒子作为表面增强激光拉曼光谱的基底的应用。所述一种混合晶态半导体纳米粒子作为表面增强激光拉曼光谱的基底的应用，所述混合晶态半导体纳米粒子选自具有晶体和非晶体组合结构的金属氧化物。所述混合晶态半导体纳米粒子不但具有高选择性表面增强拉曼散射效应，而且具有比半导体晶体更高的表面增强拉曼灵敏度，有助于提高生物检测灵敏度。

技术领域

本申请涉及混合晶态半导体纳米粒子作为表面增强激光拉曼光谱的基底的应用，属于纳米材料技术领域。

背景技术

恶性肿瘤(癌症)已经成为严重威胁中国人群健康的主要公共卫生问题之一，根据最新的统计数据显示恶性肿瘤死亡占居民全部死因的23.91％，且近十几年来恶性肿瘤的发病死亡率均呈持续上升态势。有关数据表明早期肿瘤病人治愈后生存率在80％以上而中期癌症病人术后5年生存率较低。因此，发展一种早期检测与治疗肿瘤的方法成为全世界共同关注的问题。传统的临床影像学诊断方法(如MRI、CT、PET等)很难实现有效的肿瘤早期诊断。CTCs的检测及评估有助于理解肿瘤转移机制，并指导肿瘤治疗，从而为推断预后提供可靠参考，此外，还有助于判断治疗效果以及监测肿瘤的转移或复发，因此是一种具有高度可行性且高信息含量的新型诊断手段。

拉曼光谱作为表征分子振动能级的指纹光谱，在物理学、化学、生物学以及材料科学等领域一直扮演着重要的角色。表面增强拉曼散射(SERS)的发现可大大提高基底与分子间的能量转移，避免了荧光背景的干扰，使拉曼散射光谱检测的精度产生飞跃。SERS的超高灵敏度检测为生命科学及单分子研究提供了一种很好的手段。由于在肿瘤早期时人体外周血中的CTC浓度很低，具有超高灵敏度的SERS技术是检测CTC的最佳手段之一。

现有的用于检测CTC的具有表面增强拉曼散射功能的纳米材料普遍存在检测灵敏度低且要求待检液具有较高的待检癌细胞浓度，这无疑在一定程度上限制了肿瘤的早期发现和预后。近年来，贵金属纳米粒子复合材料已成功用于CTC检测，其虽然具有检测灵敏度高的优势，但是其较差的生物兼容性、信号重复性及无选择性增强特性，从某种角度上制约了其在CTC领域的进一步发展。半导体材料在生物组分鉴定和生物传感等多种应用领域上的引入展现了光谱稳定性和重现性高，抗干扰能力强，靶分子选择性增强等优势。然而，半导体材料作为SERS基底是相对较弱的增强因子，这阻碍了其广泛应用。因此，提高半导体材料的增强因子是开发高性能半导体SERS基底的关键。

综上所述，本领域急需开发一种新型的、具有高检测灵敏度、选择性增强特性、优异的生物兼容性和高检测信号重复性的表面增强拉曼散射功能的半导体复合纳米材料用于检测CTC的高效检测。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供一种混合晶态半导体纳米粒子作为表面增强激光拉曼光谱的基底的应用，所述混合晶态半导体纳米粒子作为表面增强激光拉曼光谱的基底，不但具有高选择性表面增强拉曼散射效应，而且具有比半导体晶体更高的表面增强拉曼灵敏度，有助于提高生物检测灵敏度。

一种混合晶态半导体纳米粒子作为表面增强激光拉曼光谱的基底的应用，所述混合晶态半导体纳米粒子选自具有晶体和非晶体组合结构的金属氧化物。

可选地，所述混合晶态半导体纳米粒子具有晶体核和无定型非晶壳层的核壳结构。

可选地，所述混合晶态半导体纳米粒子具有晶体核和无定型非晶壳层的核壳结构，核壳比参数为0.01～100。

可选地，所述核壳比参数上限选自0.1、10、20、25、30、50、80、100。

可选地，所述核壳比参数下限选自0.01、0.04、10、20、25、30、50、80。

可选地，所述混合晶态半导体纳米粒子的形状为十二面体、八面体、六面体、四面体、球型、棒型、片型、纳米笼型、无规则型中的任意一种或多种组合。