一种基于表面增强拉曼散射信号的编码微球及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种基于表面增强拉曼散射信号的编码微球及应用，所述编码微球包括具有表面增强拉曼散射效应壳层的磁性聚合物微球和拉曼编码分子，其中具有表面增强拉曼散射效应的壳层不仅可以负载拉曼编码分子而且可以显著增强拉曼编码信号；还公开了所述拉曼编码微球结合增强拉曼报告分子载体在一种或多种目标物检测中的应用。本发明专利技术采用的具有表面增强拉曼散射效应壳层的微球显著增强了编码分子的拉曼信号的强度，解决了拉曼信号在指纹区峰过于复杂容易重叠、在静默区信号本征强度太低而难以进行高通量编码的问题，使得拉曼信号编码能力显著提升，有望成为继荧光信号编码之后的另一有力的编码手段，为液相芯片体外检测技术提供了新的发展方向。技术提供了新的发展方向。技术提供了新的发展方向。

【技术实现步骤摘要】
一种基于表面增强拉曼散射信号的编码微球及应用


[0001]本专利技术涉及体外检测领域，具体地，涉及一种基于表面增强拉曼散射信号的编码微球及应用。

技术介绍

[0002]液相芯片是重要的体外多因子检测技术之一。其技术核心在于利用荧光、发光寿命、光散射、图形等信号构建编码库的编码微球。每一种编码微球代表一种待测物，因此编码微球的数量直接影响液相芯片的多因子检测能力。目前通用的荧光编码微球库理论上可以实现100多种待测物的同时检测，有效地提高了体外检测的效率和准确性，在疾病的早期筛查、精准诊断和治疗预后中发挥了重要作用。
[0003]然而基于荧光编码微球的液相芯片平台还存在一些问题。荧光信号本身存在光谱重叠、浓度猝灭和能量转移等问题，这限制了编码数量的进一步增加，且不利于编码库的精确设计和预测。而且荧光信号易受到温度、pH等环境因素的影响，为了实现信号长期稳定性需要较为复杂的保护手段。同时不同的荧光分子一般对应不同的激发光和发射谱带，这使得检测设备的光路设计复杂且成本增加。基于荧光报告信号的液相芯片平台也难以实现待测物的超灵敏检测。因此发展基于新的信号形式的液相芯片平台十分必要。
[0004]拉曼信号是一种反映分子振动转动信息的散射光信号，由分子的结构决定，峰位稳定，不存在能量转移和浓度猝灭，谱峰窄且尖锐，能被同一激发波长激发，在侧向层析检测、平板阵列等体外检测平台中都已取得了很好的应用。但是拉曼信号用于液相芯片却仍然存在一些瓶颈亟待突破。首先指纹区的拉曼峰多且密集，选择可以明确彼此区分且互不干扰的峰用于编码难度较大；其次虽然随着在静默区具有独特信号峰的拉曼分子的发展，在静默区可以选择一系列彼此互不干扰的拉曼峰进行编码，但是拉曼信号的本征强度很低，也无法实现信号峰的强度编码。目前很难构建超过20因子的拉曼编码库，这极大限制了拉曼液相芯片体系的发展。
[0005]因此，体外检测领域的研究者致力于开发一种能够实现静默区拉曼信号有效增强的编码微球，通过静默区拉曼信号在波长和强度两个维度的编码，构建编码能力强大的拉曼微球编码库，以便获得高通量、超灵敏的拉曼液相芯片平台，为疾病的早期筛查、准确诊断和治疗预后提供有效手段。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于表面增强拉曼散射信号的编码微球及应用。
[0007]本专利技术的目的是通过以下方案实现的：
[0008]本专利技术的第一方面提供一种基于表面增强拉曼散射信号的编码微球，其特征在于，包括具有表面增强拉曼散射效应壳层的磁性聚合物微球和拉曼编码分子。
[0009]优选的，所述微球的表面增强拉曼散射效应壳层包括：贵金属银的表面增强壳层、
贵金属金的表面增强壳层、贵金属金银的复合增强壳层、金属铜的表面增强壳层及其他具有明显表面增强拉曼散射效应的金属和半导体壳层中的一种或多种。
[0010]优选的，所述拉曼编码分子包括：4,4
’‑
联吡啶、罗丹明6G、异硫氰酸孔雀石绿、尼罗河蓝A、结晶紫、亚甲基蓝、4
‑
巯基苯甲酸、2,3,5,6
‑
四氟
‑4‑
巯基苯甲酸、5,5
’‑
二硫双歧
‑
(2
‑
硝基苯甲酸)、2
‑
萘硫醇、苯硫醇、4
‑
羟基苯硫醇、4
‑
硝基苯硫醇、4
‑
溴苯硫醇、4
‑
氯苯硫醇、2
‑
氯苯硫醇、4
‑
异丙基苯硫醇、3,4
‑
二氯苯硫醇、4
‑
巯基吡啶、4
‑
巯基甲苯、4
‑
巯基苯甲腈、4
‑
氟噻吩、4
‑
氨基苯硫酚、4
‑
甲氧基硫酚、4
‑
巯基苯乙炔、4,4
’‑
(1,2
‑
乙炔基)双[苯硫醇]、4
‑
(2
‑
(三甲基硅基)乙炔基)苯硫醇和各类聚炔衍生物中的一种或多种。
[0011]优选的，所述贵金属银的表面增强壳层微球和贵金属金银的复合增强壳层微球可以通过以下制备方法制备得到：
[0012]步骤一、利用SPG膜乳化
‑
溶剂挥发法在室温下制备四氧化三铁纳米粒子掺杂的磁性聚合物微球；
[0013]步骤二、将制备的所述磁性聚合物微球置于室温碱性环境中进行表面的多巴胺自氧化聚合形成聚多巴胺层包覆，得到磁性聚多巴胺壳层微球；
[0014]步骤三、室温下，在制备的所述磁性聚多巴胺壳层微球表面原位还原银氨离子生长银纳米粒子壳层，得到银纳米粒子壳层微球；
[0015]步骤四、室温下，将制备的所述银纳米粒子壳层微球表面通过种子诱导二次还原硝酸银和氯金酸，分别得到二次生长银纳米粒子复合壳层微球和二次生长银
‑
金纳米粒子复合壳层微球。
[0016]步骤五、室温下，在制备的银纳米粒子壳层微球、二次生长银纳米粒子复合壳层微球和二次生长银
‑
金纳米粒子复合壳层微球表面静电吸附拉曼编码分子，得到表面增强拉曼散射信号的编码微球。优选的，所述步骤一中四氧化三铁的掺杂量为1％～10％。
[0017]优选的，所述步骤二中多巴胺溶液浓度为0.1～4mg/mL，多巴胺溶液体积为5～20mL。。
[0018]优选的，所述步骤三中银氨离子浓度为5～25mg/mL，银氨溶液体积为5～20mL。
[0019]优选的，所述制备方法中二次生长使用的硝酸银浓度为8.5
×
10
‑3mg/mL～8.5
×
10
‑2mg/mL、硝酸银水溶液体积为0.1～2mL；氯金酸浓度为1.70
×
10
‑2mg/mL～0.17mg/mL、氯金酸水溶液体积为0.1～2mL。
[0020]优选的，所述制备方法中编码分子的用量为每个微球0～1
×
10
‑6mol。
[0021]本专利技术的第二方面提供一种基于拉曼静默区的表面增强拉曼散射信号的编码微球的应用，所述编码微球可用于一种或多种蛋白目标物的超灵敏检测。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0023](1)本专利技术制备的基于表面增强拉曼散射信号的编码微球采用贵金属金银壳层微球作为拉曼增强基底，制备方法简便可靠，可以大批量制备表面贵金属壳层包覆均匀完全、粒径均一性好的贵金属微球，而且微球贵金属壳层表面可以进一步调控，可以实现非常显著的表面增强拉曼散射效果，比颗粒增强策略提高了2个数量级，从而能够完成对静默区拉曼分子在强度维度的编码，所构建的拉曼编码库编码能力强大，在静默区范围内使用10个拉曼峰进行5强度编码就可以实现近1000万个编码子，而相对来说，荧光编码受限于光谱重叠和能量转移，能够实现的编码本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于表面增强拉曼散射信号的编码微球，其特征在于，包括具有表面增强拉曼散射效应壳层的磁性聚合物微球和拉曼编码分子。2.根据权利要求1所述的基于表面增强拉曼散射信号的编码微球，其特征在于，所述表面增强拉曼散射效应壳层包括：贵金属银的表面增强壳层、贵金属金的表面增强壳层、贵金属金银的复合增强壳层、金属铜的表面增强壳层及具有明显表面增强拉曼散射效应的其他金属、半导体壳层中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的基于表面增强拉曼散射信号的编码微球，其特征在于，所述拉曼编码分子包括：4,4
’‑
联吡啶、罗丹明6G、异硫氰酸孔雀石绿、尼罗河蓝A、结晶紫、亚甲基蓝、4
‑
巯基苯甲酸、2,3,5,6
‑
四氟
‑4‑
巯基苯甲酸、5,5
’‑
二硫双歧
‑
(2
‑
硝基苯甲酸)、2
‑
萘硫醇、苯硫醇、4
‑
羟基苯硫醇、4
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硝基苯硫醇、4
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溴苯硫醇、4
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氯苯硫醇、2
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氯苯硫醇、4
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异丙基苯硫醇、3,4
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二氯苯硫醇、4
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巯基吡啶、4
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巯基甲苯、4
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巯基苯甲腈、4
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氟噻吩、4
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氨基苯硫酚、4
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甲氧基硫酚、4
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巯基苯乙炔、4,4
’‑
(1,2
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乙炔基)双[苯硫醇]、4
‑
(2
‑
(三甲基硅基)乙炔基)苯硫醇、聚炔衍生物中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的基于表面增强拉曼散射信号的编码微球，其特征在于，所述具有表面增强拉曼散射效应壳层的磁性聚合物微球为贵金属银的表面增强壳层微球和贵金属金银的复合增强壳层微球及可以进一步调控的二次生长银纳米粒子复合壳层微球和二次生长银
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【专利技术属性】
技术研发人员：李万万，刘心怡，钟春梅，方剑秋，
申请(专利权)人：浙江东方基因生物制品股份有限公司，
类型：发明
国别省市：