[发明专利]一种比率型表面增强拉曼光谱纳米温度计、其制备方法及其应用

权利要求书

1.一种比率式表面增强拉曼光谱纳米温度计，其特征在于，为多层结构，以SERS活性的金壳纳米颗粒作为基底材料，聚合物p(NIPAm-co-AAm)包裹层作为温敏响应材料，进一步吸附金球纳米颗粒作为SERS探针层，选用对氨基苯硫酚（4-ATP）和5,5'-二硫代双（2-硝基苯甲酸）（DTNB）作为拉曼信号分子，构建比率式SERS信号输出系统。

2.权利要求1所述的一种比率式表面增强拉曼光谱纳米温度计的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

合成温敏聚合物修饰的金壳纳米颗粒（GSNPs@p(NIPAm-co-AAm)）；

将拉曼分子5,5'-二硫代双（2-硝基苯甲酸）（DTNB）修饰到GSNPs表面空白位点上；

制备对氨基苯硫酚（4-ATP）修饰的金球纳米颗粒，并将金球纳米颗粒连接到GSNPs@p(NIPAm-co-AAm)的表面，制备得到基于4-ATP和DTNB SERS信号的比率式SERS纳米温度计（SERS NTMs）。

3.根据权利要求1所述的比率式表面增强拉曼光谱纳米温度计制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中金壳纳米颗粒与DTNB的浓度比为0.5 mg/mL：1.0 mmol/L；

金壳纳米颗粒的体积为500 μL，DTNB的体积为1-200 μL。

4.根据权利要求1所述的比率式表面增强拉曼光谱纳米温度计制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中GSNPs@p(NIPAm-co-AAm)与4-ATP的浓度比为0.5 mg/mL：1.0 mmol/L，GSNPs@p(NIPAm-co-AAm)的体积为500 μL，DTNB的体积为1-25 μL。

5.权利要求1所得比率式表面增强拉曼光谱纳米温度计用于细胞微环境温度传感的应用，是将所得纳米温度计置于不同温度的环境，温度的变化引发温敏聚合物体积变化，导致金球纳米颗粒与金壳纳米颗粒之间的距离发生变化，进而引起金球纳米颗粒表面修饰的4-ATP的SERS信号发生变化；使用拉曼光谱仪检测不同温度下4-ATP在1074 cm^-1特征峰的信号强度和DTNB在1327 cm^-1特征峰的信号强度，分析得到比率SERS信号I_R（I_R=I₁₀₇₄/I₁₃₂₇）与温度的关系，构建I_R与温度的线性工作曲线。

6.根据权利要求5所述的比率式表面增强拉曼光谱纳米温度计用于细胞微环境温度传感的应用，其特征在于，包括以下步骤：

将比率式SERS纳米温度计与细胞共孵育后用PBS缓冲液冲洗细胞，去除未被细胞摄入的SERS NTMs；

使用显微拉曼光谱仪通过明场显微成像确定待分析目标细胞，使用显微拉曼光谱仪采集细胞内微区的SERS光谱；

根据检测得到的SERS光谱，提取1074 cm^-1特征峰和1327 cm^-1特征峰的信号强度，计算比率SERS信号I_R；

根据计算得到的比率SERS信号I_R，对照工作曲线，计算得到温度值。

7.根据权利要求5或6所述的比率式表面增强拉曼光谱纳米温度计用于细胞微环境温度传感的应用，其特征在于，工作曲线构建设定的温度范围为25-45℃，信号采集间隔为1.0℃。