本发明专利技术涉及一种用于指纹成像的夹心结构拉曼信号增强探针及其制备方法，该探针以金纳米颗粒为核，二氧化硅为壳，信号分子夹心位于所述核与所述壳之间，所述壳表面修饰有用于指纹识别的溶菌酶适配体。其制备方法包括步骤：(1)制备金纳米颗粒；(2)通过S‑Au键将信号分子连接到所述金纳米颗粒上；(3)通过硅酸钠水解包裹上硅层；(4)通过在硅层表面形成三嗪基将氨基修饰的溶菌酶适配体功能在其表面。本发明专利技术的夹心结构探针具有很高的拉曼信号增强效果、高信号稳定性、高指纹识别性特点，并且所述制备方法简单、过程可控，制得的拉曼信号增强探针可用于潜指纹的高清成像。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于功能材料
，具体涉及一种用于指纹成像的夹心结构拉曼信号增强探针及其制备方法。
技术介绍
指纹是人类手指末端指腹上的皮肤纹理，由一系列凸起的‘嵴线’和凹陷的‘峪线’间隔分布而成。指纹因人而异、因指而异，具有唯一性；并且指纹一旦形成，其特征终身不变，具有相对稳定性。因此指纹鉴定已经广泛应用于刑事侦破和个人身份识别。指纹鉴定是通过比较不同指纹细节特征点来进行的。一般来说指纹的特征分为三个等级，即图案(pattern)、细节(minutia points)和精细特征(pores and ridge contours)。而细节和精细结构具有唯一性，是个人身份鉴定的依据。但是细节和精细结构的可视化具有挑战性，尤其是精细结构的可视化，需要借助于具有较高分辨率的成像技术。并且，现在大多数指纹成像技术对检测基底具有选择性，通用性较差。因此，发展一种高分辨的、普适化的指纹成像策略在化学和法医学领域中引起了广泛的研究兴趣。表面增强拉曼散射光谱(SERS)是在拉曼光谱的技术上发展起来的一种超灵敏振动光谱，它克服了拉曼光谱固有的无法检测低浓度物质和背景荧光干扰的缺点，具有许多显著的优点：(1)可提供分子水平上的化学结构和官能团信息；(2)谱线宽度窄，适合多元分析；(3)不受水分子干扰，可用于水溶液样品检测；(4)检测灵敏度高，甚至可以达到单分子水平。并且SERS成像技术是一种无损、无光漂白、高分辨成像技术，已经广泛的应用于生物物质检测以及代谢路径的可视化(Analytical Chemistry,2014,86,11503-11507；Analytical Chemistry,2014,86,4775-4782；Nature Protocols,2013,8,677-692)。适配体识别技术是一种高灵敏度、高选择性识别技术，与抗原抗体识别技术相比，适配体的识别具有一些明显的优势，比如设计路线的灵活性、合成条件的宽容性、容易改性和生化稳定性。溶菌酶是一种存在于人类汗液中的多肽，在人类额头或鼻翼等皮肤表面以及指纹嵴线中也普遍存在。其适配体作为指纹成像的识别体，可实现指纹的高分辨成像。结合SERS成像技术和适配体识别技术的优点，开发制备适用于指纹高清成像，并且制备简便、易操作、信号稳定的拉曼信号增强探针成为近年本领域研究的热点，但是使用潜指纹中存在的溶菌酶作为目标分子进行SERS成像识别，迄今为止，尚未见有关报道。
技术实现思路
本专利技术一方面提供了一种用于指纹成像的夹心结构拉曼信号增强探针。本专利技术的用于指纹高清成像的夹心结构探针是以金纳米颗粒为核，二氧化硅为壳，信号分子夹心于所述核与所述壳之间，所述壳表面修饰有用于指纹识别的溶菌酶适配体。本专利技术的用于指纹高清成像的夹心结构探针具有增强的拉曼光谱信号，其中的溶菌酶适配体是短的单链寡核苷酸，当没有溶菌酶出现时，它会保持着单链的状态；但是当溶菌酶出现时它会折叠成特殊的复杂的三维结构，然后键合在溶菌酶的表面，从而将夹心结构SERS探针沉积在指纹的表面，实现指纹的检测。在另一优选例中，所述信号分子是对硝基苯硫酚，巯基吡啶或巯基苯甲酸。在另一优选例中，所述溶菌酶适配体的序列是5’-NH2-TTT TTT ATC AGG GCT AAA GAG TGC AGA GTT ACT TAG-3'。应该理解，本专利技术提供的方法具有普适性，只需要按照本专利技术的精神首先选择与溶菌酶相应的适配体即可。更优选地。适配体是在单链DNA片段的5’端分别添加若干T碱基，例如5-10个。同时，该单链DNA片段的5’端被氨基修饰。序列是5’-NH2-TTT TTT ATC AGG GCT AAA GAG TGC AGA GTT ACT TAG-3'的溶菌酶适配体仅作为优选实施例示出。在另一优选例中，所述金纳米颗粒的直径为52.6～58.6nm。由于纳米金本身具有良好的生物相容性，使得本专利技术所提供的用于指纹高清成像的夹心结构探针具有良好的生物相容性，从而使得本专利技术所提供的探针对操作者没有任何毒害作用。纳米金的制备可以根据现有技术中的已知的方法进行。实际上，该纳米金可以是任何尺寸、形状的金纳米颗粒，上述直径为52.6～58.6nm金纳米颗粒仅作为优选实施例示出。在另一优选例中，硅层的厚度为2.5～10nm。硅层的厚度影响激光从壳层传递到金核的效率，因此超薄的硅层是夹心结构拉曼信号增强探针用于指纹可视化成功地关键。上述厚度为2.5～10nm硅层仅作为优选实施例示出。在另一优选例中，单个夹心结构拉曼信号增强探针表面所修饰的溶菌酶适配体的数目为317～351。探针表面所修饰的溶菌酶适配体的数目直接影响指纹检测效率。由于信号分子夹心在硅层内，完全自由的硅层表面可以修饰上最大量的溶菌酶适配体，显著提高识别效率。根据朗伯-比尔定律可以估算单个探针表面溶菌酶适配体的数目。上述单个探针表面溶菌酶适配体的数目为317～351仅作为优选实施例示出。本专利技术另一方面提供了一种用于指纹成像的夹心结构拉曼信号增强探针的制备方法，该方法包括如下步骤：(1)制备金纳米颗粒；(2)通过S-Au键将信号分子连接到所述金纳米颗粒上；(3)通过硅酸钠水解包裹上硅层；(4)通过在硅层表面形成三嗪基将氨基修饰的溶菌酶适配体功能在其表面。在另一优选例中，所述信号分子是对硝基苯硫酚，巯基吡啶或巯基苯甲酸。在另一优选例中，所述溶菌酶适配体的序列是5’-NH2-TTT TTT ATC AGG GCT AAA GAG TGC AGA GTT ACT TAG-3'。应该理解，本专利技术提供的方法具有普适性，只需要按照本专利技术的精神首先选择与溶菌酶相应的适配体即可。更优选地。适配体是在单链DNA片段的5’端分别添加若干T碱基，例如5-10个。同时，该单链DNA片段的5’端被氨基修饰。序列是5’-NH2-TTT TTT ATC AGG GCT AAA GAG TGC AGA GTT ACT TAG-3'的溶菌酶适配体仅作为优选实施例示出。在另一优选例中，所述金纳米颗粒的直径为52.6～58.6nm。由于纳米金本身具有良好的生物相容性，使得本专利技术所提供的用于指纹高清成像的夹心结构探针具有良好的生物相容性，从而使得本专利技术所提供的探针对操作者没有任何毒害作用。纳米金的制备可以根据现有技术中的已知的方法进行。实际上，该纳米金可以是任何尺寸、形状的金纳米颗粒，上述直径为52.6～58.6nm金纳米颗粒仅作为优选实施例示出。在另一优选例中，硅层的厚度为2.5～10nm。硅层的厚度影响激光从壳层传递到金核的效率，因此超薄的硅层是夹心结构拉曼信号增强探针用于指纹可视化成功地关键。上述厚度为2.5～10nm硅层仅作为优选实施例示出。在另一优选例中，单个夹心结构拉曼信号增强探针表面所修饰的溶菌酶适配体的数目为317～351。探针表面所修饰的溶菌酶适配体的数目直接影响指纹检测效率。由于信号分子夹心在硅层内，完全自由的硅层表面可以修饰上最大量的溶菌酶适配体，显著提高识别效率。根据朗伯-比尔定律可以估算单个探针表面溶菌酶适配体的数目。上述单个探针表面溶菌酶适配体的数目为317～351仅作为优选实施例示出。本专利技术再一方面提供了一种用于指纹成像的夹心结构拉曼信号增强探针的制备方法，该方法包括以下步本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于指纹成像的夹心结构拉曼信号增强探针，其特征在于，所述探针以金纳米颗粒为核，二氧化硅为壳，信号分子夹心位于所述核与所述壳之间，所述壳表面修饰有用于指纹识别的溶菌酶适配体。
【技术特征摘要】
1.一种用于指纹成像的夹心结构拉曼信号增强探针，其特征在于，所述探针以金纳米颗粒为核，二氧化硅为壳，信号分子夹心位于所述核与所述壳之间，所述壳表面修饰有用于指纹识别的溶菌酶适配体。2.根据权利要求1所述的用于指纹成像的夹心结构拉曼信号增强探针，其特征在于，所述信号分子为对硝基苯硫酚，巯基吡啶或巯基苯甲酸。3.根据权利要求1所述的用于指纹成像的夹心结构拉曼信号增强探针，其特征在于，所述溶菌酶适配体的序列是5’-NH2-TTT TTT ATC AGG GCT AAA GAG TGC AGA GTT ACT TAG-3'。4.根据权利要求1所述的用于指纹成像的夹心结构拉曼信号增强探针，其特征在于，所述金纳米颗粒的直径为52.6～58.6nm。5.根据权利要求1所述的用于指纹成像的夹心结构拉曼信号增强探针，其特征在于，所述硅层的厚度为2.5～10nm。6.一种用于指纹成像的夹心结构拉曼信号增强探针的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)制备金纳米颗粒；(2)通过S-Au键将信号分子连接到所述金纳米颗粒上；(3)通过硅酸钠水解包裹上硅层；(4)通过在硅层表面形成三嗪基将氨基修饰的溶菌酶适配体功能在其表面。7.根据权利要求6所述的夹心结构拉曼信号增强探针的制备方法，其特征在于，所述信号分子是对硝基苯硫酚，巯基吡啶或巯基苯甲酸。8.根据权利要求6所述的用于指纹成像的夹心结构拉曼信号增强探针，其特征在于，所述溶菌酶适配体的序列是5’-NH2-TTT TTT ATC AGG GCT AAA GAG TGC AGA GTT ACT TAG-3'。9.根据权利要求6所述的用于指纹成像的夹心结构拉曼信号增强探针，其特征在于，所述金纳米颗粒的直径为52.6～58.6nm。10.一种用于指纹成像的夹心结构拉曼信号增强探针的制备...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵静静，张炜佳，刘宝红，乔亮，金虎林，张昆，
申请(专利权)人：上海海洋大学，张炜佳，刘宝红，乔亮，张昆，金虎林，
类型：发明
国别省市：上海;31
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