一种多重SERS信号增强的纳米“三明治”细菌检测系统及其制备方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多重SERS信号增强的纳米“三明治”细菌检测系统及其制备方法，属于功能材料制备和拉曼检测领域。所述纳米“三明治”细菌检测系统，包括高细菌粘附性的标记纳米颗粒D

【技术实现步骤摘要】
一种多重SERS信号增强的纳米“三明治”细菌检测系统及其制备方法


[0001]本专利技术属于功能材料制备和拉曼检测领域，具体涉及一种多重SERS信号增强的纳米“三明治”细菌检测系统及其制备方法。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]细菌性传染病是世界范围内的一个主要公共卫生威胁，开发一种快速、敏感和有效的诊断方法至关重要。传统的血液细菌检测方法涉及三种主要技术，包括标准平板菌落计数、聚合酶链反应(PCR)和酶联免疫吸附试验(ELISA)。然而，标准的平板菌落计数方法通常需要复杂和耗时的生化过程(通常是几天)的分离、孵化和计数。PCR方法需要昂贵的专业设备，复杂的处理程序(细胞裂解、核酸提取等)。ELASA方法繁琐，劳动密集型，耗时长，外部干扰因素多，可重复性差。为了克服这些缺点，迫切需要开发一种检测时间更短、操作简单的技术来检测细菌性传染病中的血液细菌。
[0004]随着研究的不断深入，越来越多的手段与技术应用到血液细菌的检测中。基于快速传感的需要，表面增强拉曼散射(SERS)，受益于贵金属的局部表面等离子体共振(LSPR)，已经成为一种被看好的无损检测细菌的手段。SERS是一种强大的分析技术，其便携的检测设备使其操作简单而快速。检测生物标志物的主要优势是其固有的能力，可以提供特定的高信号"指纹"光谱，可以选择性地检测复杂环境中的致病菌。
[0005]近年来，通过构建优秀的SERS传感器，成功实现了对多种病原菌的检测。然而，高灵敏度的SERS传感器的制备仍然是一个严峻的挑战，目前SERS传感器的检测灵敏度依旧达不到理想的效果。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种多重SERS信号增强的纳米“三明治”细菌检测系统及其制备方法，本专利技术提供的纳米“三明治”细菌检测系统具有良好的溶血性能、很好的SERS增强效果，能够很好的捕获水溶液中或者血液中的金黄色葡萄球菌，检测下限极低。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0008]本专利技术的第一个方面，提供一种多重SERS信号增强的纳米“三明治”细菌检测系统，包括高细菌粘附性的标记纳米颗粒D
‑
Au@Ag
‑
C、捕获基底Fe3O4@Au
‑
Ab；
[0009]所述D
‑
Au@Ag
‑
C结构为：树枝状介孔二氧化硅DMSN表面原位生长Au@Ag核壳纳米颗粒，同时修饰有伴刀豆蛋白Con A以及SERS标签；
[0010]所述Fe3O4@Au
‑
Ab为：Fe3O4纳米颗粒表面覆有金涂层，同时修饰有细菌靶向抗体。
[0011]优选的，所述SERS标签为4
‑
巯基苯甲酸4
‑
MBA。
[0012]优选的，所述树枝状介孔二氧化硅DMSN直径为160
‑
180nm。
[0013]优选的，所述细菌为金黄色葡萄球菌。
[0014]本专利技术的纳米“三明治”细菌检测系统在对细菌进行检测使可形成D
‑
Au@Ag
‑
C/细菌/Fe3O4@Au
‑
Ab的三明治结构，具有多重增强的效果。尤其是对于金黄色葡萄球菌的检测，检测下限极低，选择性良好，检测灵敏。
[0015]本专利技术的第二个方面，提供上述多重SERS信号增强的纳米“三明治”细菌检测系统的制备方法，包括如下步骤：
[0016]1)D
‑
Au@Ag
‑
C的制备：
[0017]在DMSN表面修饰氨基，使其表面带正电，得DMSN
‑
NH2；以DMSN
‑
NH2为原料，通过种子溶液生长法在DMSN表面生长金，得到DMSN
‑
Au；对DMSN
‑
Au进行SERS标签修饰，得DMSN
‑
Au4‑
MBA
；在DMSN
‑
Au4‑
MBA
表面生长银Ag，获得DMSN
‑
Au@Ag；对DMSN
‑
Au@Ag进行SERS标签修饰，得到DMSN
‑
Au@Ag4‑
MBA
；对DMSN
‑
Au@Ag4‑
MBA
进行伴刀豆蛋白Con A修饰，得到D
‑
Au@Ag
‑
C；
[0018]2)Fe3O4@Au
‑
Ab的制备：
[0019]制备金种子溶液；将Fe3O4纳米颗粒进行表面修饰，使其为正电位，之后与金种子溶液混合，采用种子溶液生长法在Fe3O4纳米颗粒表面生长金，得到Fe3O4@Au；Fe3O4@Au表面修改细菌靶向抗体Ab得到Fe3O4@Au
‑
Ab。
[0020]优选的，树枝状介孔二氧化硅DMSN的制备方法包括如下步骤：将三乙醇胺充分溶解到超纯水中，将所得溶液加热并搅拌；在溶液中加入水杨酸钠和十六烷基三甲基溴化铵，搅拌；在搅拌下，向上述溶液中滴加正硅酸乙酯，滴加完毕后继续搅拌；溶液冷却至室温后，离心收集产物；洗涤；去除十六烷基三甲基溴化铵；干燥，即得树枝状介孔二氧化硅DMSN。
[0021]优选的，步骤1)中，所述种子溶液生长法具体为：取DMSN
‑
NH2分散到去离子水中，加入四氯金酸溶液，超声混匀；在剧烈搅拌下，将硼氢化钠溶液快速注入到混合溶液中，搅拌反应，离心并用超纯水多次洗涤，获得DMSN
‑
m
‑
Au种子纳米颗粒；将DMSN
‑
m
‑
Au种子溶液重悬到盐酸羟胺溶液中，室温下剧烈搅拌，快速加入氯化金溶液；搅拌，离心收集得到DMSN
‑
Au。
[0022]优选的，所述在DMSN
‑
Au4‑
MBA
表面生长银Ag具体为：将DMSN
‑
Au4‑
MBA
分散到聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，搅拌；在混合溶液中加入硝酸银和抗坏血酸水溶液进行孵育，将银离子还原为金属银；离心，洗涤以去除多余的反应物，得DMSN
‑
Au@Ag。
[0023]优选的，所述对DMSN
‑
Au@Ag4‑
MBA
进行伴刀豆蛋白Con A修饰具体为：用四甲基氢氧化铵1
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐和N
‑
羟基磺基琥珀酰亚胺钠盐混合溶液活化DMSN
‑
Au@Ag4‑
MBA...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多重SERS信号增强的纳米“三明治”细菌检测系统，其特征在于，包括高细菌粘附性的标记纳米颗粒D
‑
Au@Ag
‑
C、捕获基底Fe3O4@Au
‑
Ab；所述D
‑
Au@Ag
‑
C结构为：树枝状介孔二氧化硅DMSN表面原位生长Au@Ag核壳纳米颗粒，同时修饰有伴刀豆蛋白Con A以及SERS标签；所述Fe3O4@Au
‑
Ab为：Fe3O4纳米颗粒表面覆有金涂层，同时修饰有细菌靶向抗体。2.如权利要求1所述多重SERS信号增强的纳米“三明治”细菌检测系统，其特征在于，所述SERS标签为4
‑
巯基苯甲酸4
‑
MBA。3.如权利要求1所述多重SERS信号增强的纳米“三明治”细菌检测系统，其特征在于，所述树枝状介孔二氧化硅DMSN直径为160
‑
180nm。4.如权利要求1所述多重SERS信号增强的纳米“三明治”细菌检测系统，其特征在于，所述细菌为金黄色葡萄球菌。5.权利要求1
‑
4任一所述多重SERS信号增强的纳米“三明治”细菌检测系统的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)D
‑
Au@Ag
‑
C的制备：在DMSN表面修饰氨基，使其表面带正电，得DMSN
‑
NH2；以DMSN
‑
NH2为原料，通过种子溶液生长法在DMSN表面生长金，得到DMSN
‑
Au；对DMSN
‑
Au进行SERS标签修饰，得DMSN
‑
Au4‑
MBA
；在DMSN
‑
Au4‑
MBA
表面生长银Ag，获得DMSN
‑
Au@Ag；对DMSN
‑
Au@Ag进行SERS标签修饰，得到DMSN
‑
Au@Ag4‑
MBA
；对DMSN
‑
Au@Ag4‑
MBA
进行伴刀豆蛋白Con A修饰，得到D
‑
Au@Ag
‑
C；2)Fe3O4@Au
‑
Ab的制备：制备金种子溶液；将Fe3O4纳米颗粒进行表面修饰，使其为正电位，之后与金种子溶液混合，采用种子溶液生长法在Fe3O4纳米颗粒表面生长金，得到Fe3O4@Au；Fe3O4@Au表面修改细菌靶向抗体Ab得到Fe3O4@Au
‑
Ab。6.如权利要求5所述制备方法，其特征在于，树枝状介孔二氧化硅DMSN的制备方法包括如下步骤：将三乙醇胺充分溶解到超纯水中，将所得溶液加热并搅拌；在溶液中加入水杨酸钠和十六烷基三甲基溴化铵，搅拌；在搅拌下，向上述溶液中滴加正硅酸乙酯，滴加完毕后继续搅拌；溶液冷却至室温后，离心收集产物；洗涤；去除十六烷基三甲基溴化铵；干燥，即得树枝状介孔二氧化硅DMSN。7.如权利要求5所述制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述种子溶液生长法具体为：取DMSN
‑
NH2分散到去离子水中，加入四氯金酸溶液，超声混匀；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永强，王春妮，徐国鹏，任志远，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：