[发明专利]一种表面增强拉曼活性微针阵列传感器及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种表面增强拉曼活性微针阵列传感器及其制备方法和应用，表面增强拉曼活性微针阵列传感器包含柔性微针阵列SERS检测基片和SERS探针。其中柔性微针阵列SERS检测基片经由倒模法制备NOA65柔性微针阵列，在微针表面组装上Ag NPs纳米颗粒，进一步在颗粒表面修饰金黄色葡萄球菌适配体而制备得到。使用时将柔性微针阵列SERS检测基片依次与待检测样品、SERS探针共孵育，形成“柔性微针阵列‑金黄色葡萄球菌‑SERS探针”复合物，通过SERS光谱及其特征峰信号强度值实现对于金黄色葡萄球菌的高灵敏、特异性传感检测。

技术领域

本发明属于柔性材料和生物检测领域，具体涉及一种用于伤口渗出液金黄色葡萄球菌检测的表面增强拉曼(SERS)活性微针阵列传感器及其制备方法，以及一种基于SERS检测伤口渗出液金黄色葡萄球菌的方法。

背景技术

在所有与创伤相关的疾病中，慢性伤口溃疡影响了25％的糖尿病患者，是造成发展中国家患者非创伤性截肢的主要原因。慢性溃疡尤其难以治疗，且极易感染。这也意味着患者需要采用伤口检测管理来减轻伤口溃疡的折磨。影响伤口感染的原因包含细菌的大量繁殖，而及时的伤口渗出液检测能够减轻伤口感染严重程度。传统的细菌检测方法包括聚合酶链反应(PCR)、免疫分析法、培养和菌落计数方法等。尽管在这些检测领域取得了许多进展，但不适用于需要现场监测感染的护理应用，寻找新的方法来提高伤口细菌检测的简单性、选择性、稳定性和灵敏度仍然是一个挑战。

表面增强拉曼散射(SERS)是一种高灵敏的检测技术，所需要的样本含量低。近几十年来，SERS技术在低浓度分子检测领域，包括DNA、RNA、蛋白质、细菌、单细胞检测和鉴定等表现出强大的分析能力。微针技术广泛用于皮肤表面，通过微针进行经皮生物传感，可以开发出微创、易于生物检测的传感装置。因此，将SERS技术与微针技术相结合，有望在表皮伤口中，对伤口渗出液中金黄色葡萄球菌进行高特异性检测。但SERS技术依赖于高透明度、良好的均匀性、信号再现性、高增强因子的SERS活性基底，微针技术则需要该传感器基底材料柔软，且易于皮肤贴合。因此开发表面增强拉曼活性微针阵列传感器是一个很大的挑战。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种表面增强拉曼活性微针阵列传感器，该表面增强拉曼活性微针阵列传感器，具有高特异性和优异的检测灵敏度，适用于贴附在皮肤表面，检测皮肤伤口渗出液中的金黄色葡萄球菌，有效解决皮肤渗出液采样与SERS检测难题。

本发明还要解决的技术问题是提供了一种表面增强拉曼活性微针阵列传感器的制备方法。

本发明还要解决的技术问题是提供了一种SERS活性微针阵列传感器检测皮肤伤口渗出液中的金黄色葡萄球菌的应用。具体来说，本发明将柔性微针阵列SERS检测基片依次与待检测液体样品、SERS探针共孵育，通过互补配对形成“柔性微针阵列-金黄色葡萄球菌-SERS探针”“三明治”复合物，之后依次进行SEM表征、SERS测试，通过SERS光谱及其特征峰信号强度值实现对于金黄色葡萄球菌的特异性、高灵敏的传感检测。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：

表面增强拉曼(以下简称SERS)活性微针阵列传感器，包含：柔性微针阵列SERS检测基片和SERS探针，所述柔性微针阵列SERS检测基片由NOA65柔性微针阵列、银纳米颗粒(Ag NPs)、金黄色葡萄球菌适配体、巯基己醇(MCH)制备得到。具体来说，柔性微针阵列SERS检测基片经由倒模法制备NOA65柔性微针阵列，在微针表面组装上Ag NPs纳米颗粒，进一步在颗粒表面修饰金黄色葡萄球菌适配体而制备得到。

所述的SERS活性微针阵列传感器的制备方法，包括以下步骤：

1)柔性微针阵列SERS检测基片的制备：

(a)制备柔性微针阵列，并将银纳米颗粒(Ag NPs)组装在柔性微针阵列表面；