[发明专利]一种无干扰生物成像的SERS探针及其合成方法与应用

说明书

本发明公开了一种无干扰生物成像的SERS探针及其合成方法与应用，属于拉曼光谱探针技术领域。本发明取黑磷晶体粉末分散在N‑甲基吡咯烷酮中，进行破碎处理，然后进行超声处理，离心分离上清液，即得到黑磷量子点BPQDs悬液；将其加入煮沸的超纯水中，加入氯金酸水溶液继续煮沸，反应结束后自然冷却，离心，取沉淀得到黑磷量子点/金复合纳米材料。本发明第一次成功制黑磷量子点/金Au‑BPQDs纳米复合物，无需额外的还原剂，利用黑磷量子点本身的还原性即可实现BPQDs和金属的复合，操作简单，所得黑磷量子点‑金纳米复合材料可作为两栖SERS底物，用于拉曼沉默区域的生物成像和指纹区域的生物分析，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于拉曼光谱探针技术领域，特别涉及一种无干扰生物成像的SERS 探针及其合成方法与应用。

背景技术

拉曼表面增强(SERS)，作为一种功能强大的分析方法，可用于无创单分子/细胞检测，生理和病理状态监测以及高分辨率生物医学成像。一方面，SERS 能够提供分子指纹信息。另一方面，借助独特的拉曼指纹信号进行光学分子成像，在微米或亚微米分辨率下为样品中的化学分布可视化提供了巨大的机会。此外，拉曼光谱带宽窄，灵敏度高，适合于长时间连续扫描而无需考虑荧光淬灭的问题。SERS成像被认为是替代荧光的成像技术的不二之选。

拉曼指纹区(600-1800cm^-1)的背景干扰是影响拉曼检测效果的重要因素。绝大多数生物样品的特征振动信号总是出现在波数400-1800cm^-1和2800-3100 cm^-1的区域，即“指纹区域”。来自基底或分析物的拉曼指纹区域的背景干扰极大地阻碍了光谱信息的有效读取。拉曼信号位于1800-2800cm^-1(拉曼沉默区)的探针能有效避免细胞信号的干扰。

黑磷(BP)是一种新兴的二维纳米材料，基于BP的材料在纳米诊疗方面的已经有广泛应用，例如荧光成像、光声成像以及光热/光动力/化学/基因/免疫肿瘤治疗。BP和金属形成的复合物，可以用于SERS生物分析，磁共振成像 (MRI)和癌症疗法等。这些结果表明黑磷与金属成分的复合能够改善黑磷的物理化学特性，拓展其在生物医学中的应用。黑磷量子点(BPQDs)是一种更小的黑磷的结构单元，BPQDs与金属材料的复合有望进一步拓展黑磷在诊疗方面的应用。

现有关于拉曼沉默区探针的制备具有拉曼沉默特征的SERS探针合成步骤复杂，而且会引入一些不稳定的官能团(如炔烃，腈和叠氮化物)，这些官能团也可能遇到生物安全性的问题。因此，有必要开发更简单的方法来获得更加稳定、更具生物安全性的无干扰生物成像的新型SERS纳米探针。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种无干扰生物成像的SERS探针的合成方法。该合成方法首次发现黑磷量子点BPQDs具有很好的化学还原性，在此基础上，利用BPQDs本身的还原性，将氯金酸还原成元素金属，该方法简洁，无需额外的还原剂可获得黑磷量子点/金(Au-BPQDs)纳米复合材料。

本发明的第二个目的在于提供利用上述无干扰生物成像的SERS探针的合成方法制备得到的无干扰生物成像的SERS探针。

本发明的第三个目的在于提供上述无干扰生物成像的SERS探针的应用。本发明制成的黑磷量子点/金纳米复合材料可作为两栖SERS底物，用于拉曼沉默区域的生物成像和指纹区域的生物分析。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种无干扰生物成像的SERS探针的合成方法，包括如下步骤：

(1)取黑磷晶体粉末分散在N-甲基吡咯烷酮NMP中，并进行破碎处理，得到破碎液；

(2)将破碎液进行超声处理，离心分离上清液，即得到黑磷量子点BPQDs 悬液；