本发明专利技术公开了一种银/石墨烯量子点纳米酶、SERS检测试剂盒及应用。所述银/石墨烯量子点纳米酶具有核壳结构，所述核壳结构中的核包含银，壳层包含石墨烯量子点，所述银/石墨烯量子点纳米酶的尺寸为7～15nm。本发明专利技术还公开了该银/石墨烯量子点纳米酶作为SERS基底具有良好的稳定性和SERS增强能力。本发明专利技术还公开了一种细胞内原位SERS检测银/石墨烯量子点纳米酶催化试剂盒，用于检测癌细胞内过氧化氢。本发明专利技术还公开了一种原位SERS检测银/石墨烯量子点纳米酶联免疫试剂盒，能够检测各种抗原、多肽或DNA等，尤其能够特异性识别检测肝癌标志物甲胎蛋白，在生物医学领域具有广泛的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
银/石墨烯量子点纳米酶、SERS检测试剂盒及应用
本专利技术涉及一种核壳结构的银/石墨烯量子点纳米酶及其制备方法，以及相应的纳米酶催化和酶联免疫试剂盒，及其细胞内原位SERS检测纳米酶催化反应及纳米酶联免疫技术相关的检测应用，属于生物医学技术检测领域。
技术介绍
现代科学的发展，使得人们对生命活动本质的研究正迅速深化，还达到了亚细胞和单分子层面。而细胞是一个复杂的系统，细胞内的各种物质难以原位检测，因此找到一种能够进入细胞并能够反映细胞内信息的生物相容性好的材料，是研究细胞的关键。近年来，在纳米材料基础上诞生的纳米酶推动了化学、材料学以及生物学等学科的发展。纳米酶作为纳米材料，可以将能够特异识别病原体的物质如抗体、多肽和核酸的适配体等组装到纳米酶上，实现靶向细胞内运输，进而特异性检测细胞内的各种抗原、多肽、或DNA等；也可以将药物或酶组装到纳米酶上。因而，纳米酶在细胞检测和生物医学上具有良好的发展前景，不仅可以实现对细胞内各种物质的检测，而且对生物传感、免疫分析、癌症诊断和治疗等领域产生了巨大的影响。纳米酶是具有类酶活性的纳米材料，其形状、尺寸以及表面电荷等性能与天然酶有一定的相似性，但是与天然酶相比，纳米酶具有稳定性高，催化活性可调节，成本低，易于储存和使用等优点。因而，利用纳米材料的独特性能，合成在化学结构、催化效率、选择性和特异性上都和天然酶功能相似的纳米酶，对于有效克服天然酶的局限性，具有重要意义。2007年首次发现磁性四氧化三铁纳米粒子具有类过氧化物酶的催化活性后，各种具有过氧化物酶特性的纳米酶被研制出来。目前纳米酶主要分为：贵金属、氧化物和碳基纳米材料三大类。贵金属颗粒作为最普遍的过氧化物酶，催化活性较高，但是单独使用仍具有稳定性差、易于团聚使活性降低，且在生物系统中存在生物相容性差的缺点。而碳基纳米材料具有无毒、生物相容性好、优良的电荷传输特性，易于化学修饰和功能集成性等独特的物理化学性质，且发现有些碳纳米材料同样具有类过氧化物酶性质。因此，为解决上述贵金属纳米材料的局限，使催化活性以及生物相容性得到显著提高，是拓展纳米酶在生物领域应用的关键问题。酶联免疫分析技术(ELISA)是一种准确、灵敏、可靠、快速、特异、稳定的检测方法，近年来已广泛应用于很多抗原的快速检测，这其中包括蛋白质、核酸、小分子抗原、病毒和细菌等。酶联免疫分析法，是以生物酶为标记物的标记免疫分析法，它将抗原-抗体反应的特异性与酶的高效催化放大作用相结合，既保持了酶催化反应的敏感性，又保持了抗原-抗体反应的特异性。但在实际应用中由于天然酶的局限性，人们也在尝试寻找新的替代方法，比如用纳米酶替代生物酶。利用纳米酶建立纳米酶联免疫检测方法，可以提升检测的速度和灵敏度，改善检测试剂的稳定性，对临床诊断方面具有巨大的应用前景。拉曼光谱作为一种分析手段，除了能够从分子水平上提供物质的光谱指纹信息，还具有无损、免标记等特点。表面增强拉曼散射(SERS)光谱技术的发现更是大大的提高了检测的灵敏度，逐渐成为表征分子结构、探测痕量、甚至单分子特性的有效测试分析工具，在生命科学、生物医学等领域中有着广泛的应用前景。以贵金属纳米粒子为代表的SERS基底为快速检测奠定了基础，而且SERS光谱的特征峰较窄，能够提供丰富的分子信息，该光谱技术特别适用于细胞生物领域的相关研究。与传统的生物检测技术相比，它具有以下优势：(1)非侵入性，无需样品制备；(2)无损伤；(3)灵敏度高，可以对单细胞进行原位实时检测；(4)适合研究水溶液体系。SERS的这些特点使其有可能成为一种新的研究凋亡细胞中物质结构和含量改变的有效手段，以及为细胞癌变、组织康复等生命科学领域提供一种新的检测手段。而制备一种具有高灵敏度，SERS增强能力高，生物相容性好的SERS基底，是检测细胞中各种物质的关键。以贵金属纳米粒子为代表的SERS基底，尤其是AgNPs具有很好的SERS增强能力，但是AgNPs具有稳定性差、易聚沉、生物相容性差的缺点，因此寻找一种稳定、生物相容性好的SERS基底是扩宽SERS技术在生命科学领域应用的关键。一些难以检测的内源性活性小分子，是影响细胞活动的最重要的物质之一。如内源性小分子过氧化氢，是生物体内活性氧的重要成员，也是细胞生长、增殖和分化的重要信号分子，在生理和病理系统中发挥着重要的作用。过氧化氢浓度异常会导致各种生理疾病，引发炎症，器官损坏甚至恶性肿瘤。目前，检测过氧化氢的方法主要有电子自旋共振法(ESR)、高效液相色谱法(HPLC)、化学发光法和荧光法等。另外近年来，肿瘤，尤其是恶性肿瘤(癌症)渐渐成为一类严重威胁人类健康的多发病和常见病。及早发现和预防是对癌症的有效防治方法。肿瘤标志物是指在肿瘤的发生和增殖过程中，由肿瘤细胞本身所产生的或者是由机体对肿瘤细胞反应而产生的，反应肿瘤存在和生长的一类物质，包括蛋白质、激素、酶、多胺及癌基因等，如肝癌标志物甲胎蛋白。这些肿瘤标志物的检测对肿瘤早期筛查，疗效观察，追踪复发等都具有重要意义。因此，开发一种SERS高活性和生物相容性好的纳米酶材料，实现单细胞内纳米酶催化的原位SERS检测方法，并应用于生物、化学和医学领域，具有很好的前景和价值，随着对纳米酶催化体系研究的不断深入，从基础研究走向临床转化，将为疾病诊断和治疗提供新的方法和思路。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种银/石墨烯量子点(Ag/GQDs)纳米酶及其制备方法，以克服现有纳米酶的局限。本专利技术的另一主要目的在于制备一种稳定的、生物相容性好的、具有高SERS增强能力的SERS基底的高催化活性纳米酶用于生物检测应用。本专利技术的另一主要目的在于提供一种细胞内原位SERS检测银/石墨烯量子点纳米酶催化试剂盒来检测细胞中过氧化氢。本专利技术的另一目的还在于提供一种原位SERS检测银/石墨烯量子点纳米酶联免疫试剂盒，来检测抗原、多肽、DNA，尤其优选能够特异性识别检测肝癌标志物甲胎蛋白。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：本专利技术实施例提供了一种银/石墨烯量子点(以下可简称为Ag/GQDs)纳米酶，其具有核壳结构，所述核壳结构中的核包含银，壳层包含石墨烯量子点，所述银/石墨烯量子点纳米酶的尺寸为7～15nm，其中所述核的尺寸为6～14nm，壳层的厚度为1～3nm。本专利技术实施例还提供了一种银/石墨烯量子点纳米酶的制备方法，其包括：使包含石墨烯量子点、银盐的均匀混合反应体系在碱性环境中于100～150℃加热反应0.5～1.5h，经离心洗涤，制得所述银/石墨烯量子点纳米酶。本专利技术实施例还提供了具有高SERS增强能力以及良好稳定性的Ag/GQDs纳米酶SERS基底。将Ag/GQDs纳米酶当做SERS基底，加入到不同浓度的10-5～10-9对巯基苯胺(PATP)的乙醇溶液中，充分吸附1-2小时，离心，洗涤，去除多余的PATP，最后分散在相同体积的水中，进行SERS测试。为测试其稳定性，每次将储存的Ag/GQDs纳米酶与新制备的PATP分子进行SERS测试，存储的Ag/GQDs样品至十六个月仍有很好的SERS信号。进一步地，所述银/石墨烯量子点纳米酶具有高效的催化活性。本专利技术实施例还提供了一种细胞内原位SERS检测银/石墨烯量子点纳米酶催化试剂盒，其包含前述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种银/石墨烯量子点纳米酶，其特征在于它具有核壳结构，所述核壳结构中的核包含银，壳层包含石墨烯量子点，所述银/石墨烯量子点纳米酶的尺寸为7～15nm，其中所述核的尺寸为6～14nm，壳层的厚度为1～3nm。
【技术特征摘要】
1.一种银/石墨烯量子点纳米酶，其特征在于它具有核壳结构，所述核壳结构中的核包含银，壳层包含石墨烯量子点，所述银/石墨烯量子点纳米酶的尺寸为7～15nm，其中所述核的尺寸为6～14nm，壳层的厚度为1～3nm。2.如权利要求1所述的银/石墨烯量子点纳米酶，其特征在于：所述银/石墨烯量子点纳米酶具有良好的稳定性和SERS增强能力，以银/石墨烯量子点纳米酶为SERS基底，PATP为探针分子进行SERS测试时，16个月仍保持良好的SERS信号。3.如权利要求1所述的银/石墨烯量子点纳米酶的制备方法，其特征在于包括：使包含石墨烯量子点、银盐的均匀混合反应体系在碱性环境中于100～150℃加热反应0.5～1.5h，经离心洗涤，制得所述银/石墨烯量子点纳米酶。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述均匀混合反应体系中石墨烯量子点的浓度为0.5～1.0mg/ml，尺寸为2～8nm；优选的，所述银盐的浓度为0.1～0.4mol/L；优选的，所述银盐包括硝酸银；优选的，所述碱性环境包括浓度为0.1～0.5mol/L的NaOH。5.一种细胞内原位SERS检测银/石墨烯量子点纳米酶催化试剂盒，其特征在于包含权利要求1-2中任一项所述的银/石墨烯量子点纳米酶。6.如权利要求5所述的细胞内原位SERS检测银/石墨烯量子点纳米酶催化试剂盒于检测细胞内过氧化氢中的应用；优选的，检测过氧化氢的最低浓度为1.0×10-8mol/L。7.一种原位SERS检测细胞内过氧化氢的方...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋薇，金静，李林甲，王佳琪，赵冰，徐抒平，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22
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