通过引入离子液体提高蛋白质SERS信号强度的方法技术

本发明专利技术公开了一种通过引入离子液体提高蛋白质SERS信号强度的方法。所述方法将二氧化钛纳米管阵列浸没于含有待检蛋白和离子液体[P

【技术实现步骤摘要】
通过引入离子液体提高蛋白质SERS信号强度的方法


[0001]本专利技术属于表面增强拉曼光谱
，涉及一种通过引入离子液体提高蛋白质SERS信号强度的方法。

技术介绍

[0002]表面增强拉曼散射(Surface enhancement Raman scattering,SERS)作为一种高灵敏度光谱技术，已广泛应用于研究生物分子在固体表面的界面行为。通过化学增强和物理增强机理增强待分析物质的信号，可在分子水平得到关于物质结构的丰富信息。但是，待分析物质的SERS信号极其依赖于SERS基底的物理化学性质。使用SERS对生物蛋白进行痕量检测时，如何建立一种只需微量蛋白即可产生高强度信号的检测体系是当前研究的难点。
[0003]传统的关于加强SERS信号的研究主要聚焦于优化活性基底，例如使用贵金属如金、银纳米颗粒进行修饰，得到表面覆盖型或球核型基底，从而提高电磁场增强的效果。然而当蛋白分子与活性基底之间的相互作用较弱时，优化基底本身对SERS信号的增强效果并不理想。因此，如何加强蛋白分子与活性基底间的作用，增大体系的极化率进而增强SERS效应仍然是亟需解决的难题。
[0004]离子液体作为一种盐类物质，具有独特的物理化学性能，包括可调节的化学结构、热稳定性和化学稳定性、优异的离子电导率等。Bai等人在两相液
‑
液体系中成功合成了手性离子液体单层稳定的金纳米粒子，其在空气/水界面处可自组装成环状结构。手性离子液体的分子结构对金纳米颗粒环状结构的形成有着重要的影响。金纳米粒子自组装形成的聚集的环状结构作为SERS基底，极大地增强了罗丹明6G(R6G)的信号强度(BAI X,LI X,ZHENG L.Chiral Ionic Liquid Monolayer
‑
Stabilized Gold Nanoparticles:Synthesis,Self
‑
Assembly,and Application to SERS[J].Langmuir,2010,26(14):12209
–
12214.)。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种通过引入离子液体提高蛋白质SERS信号强度的方法。该方法通过引入离子液体，增强蛋白质分子与活性基底间的相互作用，并改善电子转移能力，从而改善SERS性能和检测灵敏度。
[0006]实现本专利技术目的的技术方案如下：
[0007]通过引入离子液体提高蛋白质SERS信号强度的方法，包括以下步骤：
[0008](1)通过电化学阳极氧化法在洁净钛片表面合成具有三维立体管状结构的二氧化钛纳米管阵列；
[0009](2)将待检蛋白、离子液体[P
6,6,6,14
][FuA]充分溶解于缓冲溶液中得到均匀的混合溶液，再将二氧化钛纳米管阵列浸没于混合溶液中，取出后干燥用于SERS检测。
[0010]优选的，步骤(1)中，二氧化钛纳米管阵列采用现有的电化学阳极氧化法制备，具体步骤如下：
[0011](a)将洁净的钛片作为阳极，铂片作为阴极，以添加腐蚀剂氟化铵和去离子水的乙
for lithium
‑
ion batteries[J].Physical Chemistry Chemical Physics,2017,19(25):16721
–
16730】和【LEE J Y,SELFRIDGE K M,KOHN E M,etal.Effects of Ionic Liquid Alkyl Chain Length on Denaturation of Myoglobin by Anionic,Cationic,and Zwitterionic Detergents[J].Biomolecules,2019,9(7):264.】。
[0030]实施例1
[0031]步骤1，制备TiO2纳米管阵列，具体包括如下步骤：
[0032]采用电化学阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列，电解液主要溶剂是乙二醇，添加1wt％的去离子水以及0.2wt％的氟化铵作为腐蚀剂。阳极为洁净的钛片。阴极选择铂片做电极。打开电源并采用变电压法，先在较小的5V电压下反应12h，再开始增加电压到35V电压下，继续反应12h。最后将制备得到的TiO2纳米管阵列放入到去离子水中，超声清洗10min，去除纳米管表面在腐蚀时候残留的覆盖层，得到均匀表面干净的TiO2纳米管阵列，氮气吹干后进行500℃高温烧结保温2h以促进结晶化，自然降温至60℃取出，裁剪成1cm x 1cm的TiO2纳米管阵列。
[0033]步骤2，以TiO2纳米管阵列制备含有离子液体的SERS活性基底，具体包括如下步骤：
[0034]将33.6mg细胞色素c加入10mL pH＝7.2的磷酸盐缓冲溶液中，再加入0.01g的离子液体[P
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][FuA]，50KHz超声震荡15min，得到混合均匀的离子液体和细胞色素c缓冲液的混合溶液。然后将TiO2纳米管阵列基底浸没于混合溶液中，在4℃条件下保存12h后取出。使用pH＝7.2的磷酸盐缓冲溶液冲洗TiO2纳米管阵列基底三次后氮气吹干，得到含有离子液体的SERS活性基底。
[0035]对比例1
[0036]本对比例改变离子液体的引入方式，其余与实施例1相同。具体包括如下步骤：
[0037]步骤1同实施例步骤1。
[0038]步骤2，制备表面固载有离子液体的TiO2纳米管阵列，具体包括如下步骤：
[0039]将0.01g的离子液体[P
6,6,6,14
][FuA]加入到60mL乙醇中，50KHz超声震荡20min确保其完全溶解。将TiO2纳米管阵列浸入离子液体的乙醇溶液，在60℃下油浴加热24h，随后将TiO2纳米管阵列置于真空干燥箱内，在35℃条件下干燥12h，确保乙醇完全挥发，得到表面固载有离子液体的TiO2纳米管阵列。
[0040]步骤3，制备SERS活性基底，具体包括如下步骤：
[0041]将33.6mg细胞色素c加入10mL pH＝7.2的磷酸盐缓冲溶液中超声50KHz震荡15min，得到混合均匀的细胞色素c缓冲液。将表面固载有离子液体的TiO2纳米管阵列浸没于混合溶液中，在4℃条件下保存12h后取出。使用pH＝7.2的磷酸盐缓冲溶液冲洗TiO2纳米管阵列基底三次后，氮气吹干，得到表面固载有离子液体的TiO2纳米管阵列SERS活性基底。
[0042]对比例2
[0043]本对比例基本同实施例1，不同之处在于不引入离子液体，仅由TiO2纳米管阵列和细胞色素c组成SERS活性基底。
[0044]表面拉曼增强散射实验：
[0045]以实施例1、对比例1、对比例2制备得到SERS活性基底进行细胞色素c的拉曼增强实验，具体包括如下步骤：
[0046]步骤1：分别将实施例1、对比例1、对比例2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.通过引入离子液体提高蛋白质SERS信号强度的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)通过电化学阳极氧化法在洁净钛片表面合成具有三维立体管状结构的二氧化钛纳米管阵列；(2)将待检蛋白、离子液体[P
6,6,6,14
][FuA]充分溶解于缓冲溶液中得到均匀的混合溶液，再将二氧化钛纳米管阵列浸没于混合溶液中，取出后干燥用于SERS检测。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，二氧化钛纳米管阵列采用以下步骤制备：(a)将洁净的钛片作为阳极，铂片作为阴极，以添加腐蚀剂氟化铵和去离子水的乙二醇为电解质，采用电化学阳极氧化法，在15～55V电压下反应12～36h，得到二氧化钛纳米管阵列；(b)将二氧化钛纳米管阵列清洗，300～600℃下高温烧结，保温20～60min，粗结晶化得到具有三维立体管状结构的二氧化钛纳米管阵列。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：贡冕，安蓉，谢卓航，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：