一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器的制备及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器的制备及应用。基于对巯基苯硼酸对二醇和巯基丙酸对胺基的特异性识别，通过使用表面增强拉曼散射（SERS）光谱的方法，用于多巴胺的超灵敏检测。通过将巯基丙酸固定在银膜表面上以捕获多巴胺，然后引入巯基苯硼酸（MPBA）官能化的银立方纳米颗粒以产生大量的SERS热点来实现的。直接使用识别探针MPBA作为拉曼增强的信号分子，用此方法检测多巴胺，检测限为10

Fabrication and Application of a Surface Enhanced Raman Sensor for Bimolecular Recognition of Dopamine

The invention discloses the preparation and application of a bimolecular recognition dopamine surface enhanced Raman sensor. Based on the specific recognition of p-mercaptophenylboric acid to Diethyl alcohol and mercaptopropionic acid to amines, surface-enhanced Raman scattering (SERS) spectroscopy was used for the ultra-sensitive detection of dopamine. By immobilizing mercaptopropionic acid on the surface of silver film to capture dopamine, mercaptophenylboric acid (MPBA) functionalized silver cubic nanoparticles were introduced to generate a large number of SERS hotspots. Using MPBA as Raman-enhanced signal molecule directly, dopamine was detected by this method with a detection limit of 10.

【技术实现步骤摘要】
一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器的制备及应用
本专利技术涉及表面增强拉曼分析检测
，具体地，涉及一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器的制备方法以及人体尿液、血液、脑脊液中多巴胺的应用。
技术介绍
多巴胺(DA)是一种儿茶酚胺神经递质，在中枢神经，血管和激素系统中发挥重要作用。它广泛分布于脑组织和体液中。体内DA浓度的异常变化与严重的神经，肾，心脏疾病如精神分裂症、亨廷顿氏病、阿尔茨海默氏病和帕金森病有关。对生物样品中多巴胺的准确并且灵敏的检测非常有利于了解多巴胺的生物学功能以及多巴胺相关临床疾病的诊断和治疗监测。电化学、荧光、比色法和色谱法等技术手段已经用于多巴胺的检测。然而，这些方法在实际应用中受到限制，抗坏血酸(AA)、尿酸(UA)和中枢神经系统中的其他类似物的共存使得电化学分析具有挑战性，因为这些物质的氧化电位接近固体电极上多巴胺的氧化电位，导致重叠响应。后者，色谱和荧光分析，受到繁琐的样品处理，复杂的探针合成或昂贵仪器的要求的限制。中国专利号(CN105572200B)公开了一种在抗坏血酸存在的条件下检测多巴胺的修饰玻碳电极、制备方法及应用，该方法对多巴胺的检测限70.3nmol/L，这并不能满足实际生物样品尿液、血液、脑脊液中多巴胺的检测。中国专利号(CN104020195B)公开了双识别多巴胺印迹电化学传感器及其制备方法和应用，该方法设计的电化学传感器对于多巴胺的检测具有优异的特异性识别能力和抗干扰能力，但是印记分子的制备过程复杂，需要样品量多。表面增强拉曼散射(SERS)技术因其高灵敏度，高选择性，非破坏性，操作简单，所需样品量少等优点而被广泛应用。尤其是水的拉曼散射很低，因此特别适用于水溶液环境中的检测，而多巴胺这类物质恰巧是存在于生物体液中，因此用SERS检测具有极大的优势。在SERS检测中，为获得较好的信号强度，首先要保证基底具有优良性能，即基底要具有较多“热点”。多巴胺散射截面小，拉曼活性低，直接检测SERS信号差,因此开发一种简单快速的方法来检测复杂生物样品中的多巴胺是必不可少的。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器的制备和应用，该传感器应具有高的灵敏度、选择性，具有较高的特异性识别能力和优异的抗干扰能力，该传感器可以应用于人体尿液、血液、脑脊液中多巴胺的检测。该传感器制备方法简单其在多巴胺的检测中具有广泛的应用。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器的制备方法，包括以下步骤：(1)通过银镜反应在玻璃片表面镀上一层具有拉曼增强效果的镀银膜玻璃片；(2)巯基丙酸修饰镀银膜玻璃片的制备；(3)立方纳米银胶体的制备；(4)配制巯基苯硼酸溶液：将巯基苯硼酸溶解在0.2mol/L氢氧化钠溶液中，所述巯基苯硼酸溶液的浓度为1mmol/L；(5)巯基苯硼酸溶液修饰立方纳米银胶体：将5μL步骤(4)配制的巯基苯硼酸溶液加入1mL步骤(3)中制备好的立方纳米银胶体中，超声分散均匀；(6)取100μL的多巴胺溶液加到步骤(2)所制备的巯基丙酸修饰的镀银膜玻璃片上，室温下孵化30-45min，用蒸馏水清洗5min，晾干后再滴加100μL步骤(5)所制备的巯基苯硼酸修饰的立方纳米银，接着在室温下孵化30-40min后，用蒸馏水清洗5min，即得多巴胺表面增强拉曼传感器。进一步的，步骤(1)的具体方法为：S1：玻璃片的清洗：将1cmx1cm的玻璃片先后放入乙醇、丙酮、去离子水分别超声清洗10min；S2：银氨溶液的配置：往50mL的质量分数为2％的硝酸银溶液中滴加0.5mL-1mL的浓氨水，一边滴加一边震荡；S3：玻璃片镀银膜：把步骤S1清洗好的玻璃片平铺在培养皿中，倒入20mL步骤S2配制好的银氨溶液，轻轻晃荡培养皿，然后加入1mL-1.5mL的质量分数为6％的葡萄糖溶液，水浴加热15min，取出即得镀银膜玻璃片。进一步的，步骤(2)的具体方法为：将100μL浓度为5mmol/L巯基丙酸滴在步骤(1)中制备的的镀银膜玻璃片上，在室温下孵化，然后用蒸馏水清洗5min。进一步的，步骤(3)的具体方法为：往10mL浓度为0.1mol/L的硝酸银溶液中滴加质量分数为2％的稀氨水，配置成银氨溶液然后定容至100mL的容量瓶中，在烧杯中依次加入5mL的上述定容稀释后的银氨溶液、5mL浓度为50mmol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液和10mL浓度为1.5mmol/L的葡萄糖溶液，磁力搅拌5-10min后倒入反应釜中，放入烘箱中120℃反应7-9h，冷却离心洗涤，即为所需要的银胶。进一步的，所述步骤S3水浴加热的温度为70℃-80℃。进一步的，步骤(2)中室温下孵化的时间为1h-1.5h。进一步的，步骤(3)中立方纳米银的粒径为50-70nm。进一步的，步骤(5)的超声反应时间为45-60min。本专利技术还包括一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器在血液、尿液和脑脊液中多巴胺的检测上的应用。与现有方法相比，本专利技术具有的有益效果在于：1.使用双分子识别组装多巴胺表面增强拉曼传感器。这种生物传感器具有几个优点。首先，既不涉及复杂的纳米结构也不涉及昂贵的生物识别元件(例如，抗体和核酸探针)。其次，该方法对多巴胺具有非常高的灵敏度和选择性，使其能够直接检测复杂血液、尿液和脑脊液样品中的多巴胺，有利于避免测定期间的潜在干扰。鉴于这些优势的组合，我们期望这里提出的双分子识别多巴胺的测定将在未来多巴胺神经元系统和多巴胺相关临床疾病诊断的研究中应用。2.本专利技术的增强基底在于银膜与立方纳米银胶体的结合，立方纳米银胶体的尖端结构会和银膜之间产生热点，这大大提高了多巴胺的检测极限。3.本专利技术所得的双分子识别组装多巴胺表面增强拉曼传感器可用于在尿酸、酪氨酸和葡萄糖存在下对多巴胺特异性识别，无需对样品进行处理、所需样品量少、灵敏度高、制备方法简单、易操作。附图说明图1是是实施例2的低浓度(10-4mol/L，10-5mol/L，10-6mol/L，10-7mol/L，10-8mol/L，10-9mol/L)多巴胺的表面增强拉曼光谱图；图2是实施例2的特征峰强度1073cm-1与多巴胺浓度的线性关系示意图；图3是是实施例2的高同浓度(10-10mol/L，10-11mol/L，10-12mol/L，10-13mol/L)多巴胺的表面增强拉曼光谱图；图4是实施例2的特征峰强度1073cm-1与多巴胺浓度的线性关系示意图；图5是实施例3多巴胺选择性测试图；图6是应用实施例1的不同浓度(5*10-7mol/L，10-7mol/L，10-8mol/L，10-9mol/L，10-10mol/L)尿液中的多巴胺的表面增强拉曼光谱；图7是应用实施例1的尿液中的多巴胺特征峰强度1073cm-1与尿液中多巴胺浓度的线性关系示意图；图8是应用实施例2的不同浓度(10-8mol/L，10-9mol/L，10-10mol/L，10-11mol/L，10-12mol/L)血清中的多巴胺的表面增强拉曼光谱；图9是应用实施例2的血清中的多巴胺特征峰强度1073cm-1与血清中多巴胺浓度的线性关系示意图。具体实施方式为了更好的理解本专利技术，下面通过实施例对本专利技术进进一步说明，实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：通过银镜反应在玻璃片表面镀上一层具有拉曼增强效果的镀银膜玻璃片；巯基丙酸修饰镀银膜玻璃片的制备；立方纳米银胶体的制备；配制巯基苯硼酸溶液：将巯基苯硼酸溶解在0.2mol/L氢氧化钠溶液中，所述巯基苯硼酸溶液的浓度为1mmol/L；巯基苯硼酸溶液修饰立方纳米银胶体：将5μL步骤（4）配制的巯基苯硼酸溶液加入1mL步骤（3）中制备好的立方纳米银胶体中，超声分散均匀；取100μL的多巴胺溶液加到步骤（2）所制备的巯基丙酸修饰的镀银膜玻璃片上，室温下孵化30‑45min，用蒸馏水清洗5min，晾干后再滴加100μL步骤（5）所制备的巯基苯硼酸修饰的立方纳米银，接着在室温下孵化30‑40min后，用蒸馏水清洗5min，即得多巴胺表面增强拉曼传感器。

【技术特征摘要】
1.一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：通过银镜反应在玻璃片表面镀上一层具有拉曼增强效果的镀银膜玻璃片；巯基丙酸修饰镀银膜玻璃片的制备；立方纳米银胶体的制备；配制巯基苯硼酸溶液：将巯基苯硼酸溶解在0.2mol/L氢氧化钠溶液中，所述巯基苯硼酸溶液的浓度为1mmol/L；巯基苯硼酸溶液修饰立方纳米银胶体：将5μL步骤（4）配制的巯基苯硼酸溶液加入1mL步骤（3）中制备好的立方纳米银胶体中，超声分散均匀；取100μL的多巴胺溶液加到步骤（2）所制备的巯基丙酸修饰的镀银膜玻璃片上，室温下孵化30-45min，用蒸馏水清洗5min，晾干后再滴加100μL步骤（5）所制备的巯基苯硼酸修饰的立方纳米银，接着在室温下孵化30-40min后，用蒸馏水清洗5min，即得多巴胺表面增强拉曼传感器。2.根据权利要求1所述的一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器的制备方法，其特征在于，步骤（1）的具体方法为：S1：玻璃片的清洗：将1cmx1cm的玻璃片先后放入乙醇、丙酮、去离子水分别超声清洗10min；S2：银氨溶液的配置：往50mL的质量分数为2%的硝酸银溶液中滴加0.5mL-1mL的浓氨水，一边滴加一边震荡；S3：玻璃片镀银膜：把步骤S1清洗好的玻璃片平铺在培养皿中，倒入20mL步骤S2配制好的银氨溶液，轻轻晃荡培养皿，然后加入1mL-1.5mL的质量分数为6%的葡萄糖溶液，水浴加热15min，取出即得镀银膜玻璃片。3.根据权利要求1所述的一种双分子...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆德婵，许慧瑶，卢玉栋，沈慧英，吴阳，陈玉婷，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：福建,35