專利名稱：一種磁性表面增強(qiáng)拉曼散射標(biāo)記的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米材料學(xué)、生物分析化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種磁性表面增強(qiáng)拉曼散射標(biāo)記及其制備方法。
背景技術(shù)：
磁性熒光納米材料是一種兼有磁性和發(fā)光性能的材料。由于具有磁性，在外加磁場的作用下，這種納米材料標(biāo)記于生物分子容易實(shí)現(xiàn)分離和檢測，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景。而且由于它在磁場環(huán)境中可以快速聚集，因此為實(shí)現(xiàn)靶向性給藥提供了可能。近年來，人們對磁性熒光材料應(yīng)用于生物標(biāo)記的研究倍加重視，發(fā)展了各種結(jié)構(gòu)的磁性熒光標(biāo)記用以實(shí)現(xiàn)生物分子的分離檢測或細(xì)胞成像。但該類材料面臨熒光強(qiáng)度較低，檢測通量不高，易于被光漂白等需要解決的問題。
目前，表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)標(biāo)記由于具有可以避免熒光標(biāo)記中的光漂白，降低對細(xì)胞的毒性，提供豐富的光譜信息等優(yōu)勢，成為人們研究的熱點(diǎn)。但鮮有同時(shí)具有SERS信號和磁性的標(biāo)記。文章(Magnetic Nanocrescents asControllable Surface-Enhanced Raman Scattering Nanoprobes forBiomolecular Imaging，Adv.Mater.2005，17，2683-2688)報(bào)道了一種多金屬層的磁性SERS標(biāo)記用于生物成像，采用Fe作為磁性材料。但該標(biāo)記的制備方法復(fù)雜，不容易控制。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，而提供一種磁性表面增強(qiáng)拉曼散射標(biāo)記的制備方法，該方法集磁性和表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)信號于一體，靈敏度高，制備方法簡單，成本低的磁性SERS標(biāo)記及其制備方法。
技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的磁性SERS標(biāo)記的制備方法為1.)采用化學(xué)共沉淀法或有機(jī)相中高溫裂解的方法制備具有超順磁性的金屬氧化物磁性納米粒子；2.)在冰浴條件下，將120～300mL濃度為2×10-3M的硼酸鈉溶液置于燒瓶中，持續(xù)攪拌；3.)加入20～50mL磁性納米粒子溶液，繼續(xù)攪拌，混和均勻；4.)加入40～100mL濃度為5×10-3M的硝酸銀溶液，室溫下攪拌1～3小時(shí)，得到具有磁性的SERS活性基底；5.)選擇具有較大拉曼散射截面的化學(xué)分子作為SERS報(bào)告分子，將該SERS報(bào)告分子的溶液與磁性SERS活性基底按體積比1∶1000～10∶1000混和均勻，反應(yīng)10～20分鐘；6.)將標(biāo)記了SERS報(bào)告分子的磁性SERS活性基底通過離心從溶液中分離，去除清液，取出沉淀并重新分散在水溶液中；7.)再以體積比3∶1～10∶1加入0.1M的氯化鈉溶液，得到磁性SERS標(biāo)記。
所述的通過化學(xué)共沉淀法制備具有超順磁性的金屬氧化物磁性納米粒子的方法是采用三價(jià)鐵或二價(jià)過渡金屬混合水溶液通過化學(xué)共沉淀法制備，其中，二價(jià)過渡金屬為Fe2+，或Cu2+，或Zn2+，或Mn2+，或Ni2+。
有益效果本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下其一是本發(fā)明的磁性SERS標(biāo)記集優(yōu)秀的SERS信號和磁性于一體，可以通過簡易磁場控制。在靶向性給藥、生物大分子的分離檢測和醫(yī)學(xué)診斷等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。
其二是本發(fā)明的磁性SERS標(biāo)記避免了同類磁性熒光標(biāo)記存在的熒光效率較低，激發(fā)光譜窄，易于光漂白等缺點(diǎn)。
其三是本發(fā)明的制備方法操作簡單，條件溫和，成本低。所得產(chǎn)物具有穩(wěn)定性好，SERS信號強(qiáng)，磁性可調(diào)，激發(fā)光譜寬等特點(diǎn)。


圖1是以羅丹明6G為報(bào)告分子的磁性SERS標(biāo)記在溶液中的SERS光譜。
圖2是以2一氨基苯硫酚為報(bào)告分子的磁性SERS標(biāo)記在溶液中的SERS光譜。
具體實(shí)施例方式以下舉例說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的內(nèi)容并不限于所舉的例子。
采用化學(xué)共沉淀法或有機(jī)相中高溫裂解的方法制備具有超順磁性的磁性納米粒子。在冰浴條件下，將120-300mL濃度為2×10-3M的硼酸鈉溶液置于500mL的燒瓶中，持續(xù)攪拌。加入20-50mL磁性納米粒子溶液，繼續(xù)攪拌，混和均勻。接著，加入40-100mL濃度為5×10-3M的硝酸銀溶液，室溫下攪拌2小時(shí)，得到具有磁性的SERS活性基底。選擇具有較大拉曼散射截面的化學(xué)分子作為SERS報(bào)告分子，將其溶液與磁性SERS活性基底按體積比3∶1000混和均勻，反應(yīng)20分鐘。標(biāo)記了SERS報(bào)告分子的磁性SERS活性基底通過離心從溶液中分離。離心機(jī)轉(zhuǎn)速為10 000rpm，離心時(shí)間為10分鐘。去除清液，取出沉淀并重新分散在水溶液中。再以體積比6∶1加入0.1M的氯化鈉溶液，得到磁性SERS標(biāo)記。
用三價(jià)鐵或二價(jià)過渡金屬混合水溶液通過化學(xué)共沉淀法制備具有超順磁性的金屬氧化物磁性納米粒子，粒徑大小均勻。
制備方法中采用的二價(jià)過渡金屬為Fe2+，Cu2+，Zn2+，Mn2+或Ni2+。
所述的磁性納米粒子，采用有機(jī)相中高溫裂解的方法合成，粒徑大小均勻。
采用化學(xué)氧化還原法，通過還原Ag+制備納米銀粒子。
采用化學(xué)氧化還原法通過還原HAuCl4制備納米金粒子。
通過調(diào)整加入磁性納米粒子的量來控制磁性SERS基底的磁性強(qiáng)度。
所述的SERS報(bào)告分子，具有較大拉曼散射截面。
所述的SERS報(bào)告分子，易于通過化學(xué)鍵插入或靜電作用吸附到金屬表面。
所包含的SERS報(bào)告因子是通過物理吸附法標(biāo)記到銀或金納米粒子表面。
所包含的SERS報(bào)告因子是通過化學(xué)鍵，如-HS鍵，連接在銀或金納米粒子表面上。
實(shí)施例一，制備以羅丹明6G為報(bào)告分子的磁性SERS標(biāo)記第一步，制備具有超順磁性的磁性納米粒子。
磁性納米粒子可采用化學(xué)共沉淀法制備。該方法用Fe3+和Fe2+在堿性條件下反應(yīng)得到Fe3O4晶體沉淀。若要磁性納米級粒子分散地較好，可在介質(zhì)中加入表面活性劑或改變水溶液的pH值。磁性納米粒子的粒徑以小于30nm為宜，以5～12nm之間為最佳。
第二步，制備磁性SERS基底。
在冰浴條件下，將150mL濃度為2×10-3M的硼酸鈉溶液置于500mL的燒瓶中，持續(xù)攪拌。加入20mL第一步得到的磁性納米粒子溶液，繼續(xù)攪拌，混和均勻。再加入50mL濃度為5×10-3M的硝酸銀溶液，室溫下攪拌2小時(shí)。得到棕褐色溶液，即磁性SERS活性基底，待用。
第三步，制備以羅丹明6G為報(bào)告分子的磁性SERS標(biāo)記。
將濃度為10-5M的羅丹明6G溶液與第二步得到的磁性SERS活性基底按體積比3∶1000混和均勻，反應(yīng)20分鐘。標(biāo)記了羅丹明6G分子的磁性SERS基底通過離心從溶液中分離。離心機(jī)轉(zhuǎn)速為10 000rpm，離心時(shí)間為10分鐘，去除清液，取出沉淀并重新分散在水溶液中。再以體積比6∶1加入0.1M的氯化鈉溶液，得到磁性SERS標(biāo)記。
將磁性SERS標(biāo)記滴于硅片上，并固定在共焦拉曼光譜儀上，探測其SERS光譜，如圖1所示。激光源為488nm的氬離子激光器，樣品上的照射功率為1.2mW。積分時(shí)間為30s。該標(biāo)記既有磁性又有信噪比很高的SERS信號，可以通過簡易磁場控制，適用于生物成像和靶分子探測。
實(shí)施例二，制備以2-氨基苯酚硫?yàn)閳?bào)告分子的磁性SERS探針具體步驟大致同上，區(qū)別在于第三步中，以濃度為10-3M的2-氨基苯酚硫甲醇溶液代替濃度為10-5M的羅丹明6G溶液。
將磁性SERS標(biāo)記滴于硅片上，并固定在共焦拉曼光譜儀上，探測其SERS光譜，如圖2所示。激光源為488nm的氬離子激光器，樣品上的照射功率為1.2mW。積分時(shí)間為1分鐘。該標(biāo)記既有磁性又有信噪比很高的SERS信號，可以通過簡易磁場控制，適用于生物成像和靶分子探測。
權(quán)利要求
1.一種磁性表面增強(qiáng)拉曼散射標(biāo)記的制備方法，其特征在于該拉曼散射標(biāo)記的制備流程為1.)采用化學(xué)共沉淀法或有機(jī)相中高溫裂解的方法制備具有超順磁性的金屬氧化物磁性納米粒子；2.)在冰浴條件下，將120～300mL濃度為2×10-3M的硼酸鈉溶液置于燒瓶中，持續(xù)攪拌；3.)加入20～50mL磁性納米粒子溶液，繼續(xù)攪拌，混和均勻；4.)加入40～100mL濃度為5×10-3M的硝酸銀溶液，室溫下攪拌1～3小時(shí)，得到具有磁性的SERS活性基底；5.)選擇具有較大拉曼散射截面的化學(xué)分子作為SERS報(bào)告分子，將該SERS報(bào)告分子的溶液與磁性SERS活性基底按體積比1∶1000～10∶1000混和均勻，反應(yīng)10～20分鐘；6.)將標(biāo)記了SERS報(bào)告分子的磁性SERS活性基底通過離心從溶液中分離，去除清液，取出沉淀并重新分散在水溶液中；7.)再以體積比3∶1～10∶1加入0.1M的氯化鈉溶液，得到磁性SERS標(biāo)記。
2.如權(quán)利要求1所述的磁性表面增強(qiáng)拉曼散射標(biāo)記的制備方法，其特征在于所述的通過化學(xué)共沉淀法制備具有超順磁性的金屬氧化物磁性納米粒子的方法是采用三價(jià)鐵或二價(jià)過渡金屬混合水溶液通過化學(xué)共沉淀法制備，其中，二價(jià)過渡金屬為Fe2+，或Cu2+，或Zn2+，或Mn2+，或Ni2+。
全文摘要
一種磁性表面增強(qiáng)拉曼散射標(biāo)記的制備方法涉及納米材料學(xué)、生物分析化學(xué)領(lǐng)域，該拉曼散射標(biāo)記的制備流程為采用化學(xué)共沉淀法或有機(jī)相中高溫裂解的方法制備具有超順磁性的金屬氧化物磁性納米粒子；在冰浴條件下，將120～300mL濃度為2×10
文檔編號C12Q1/04GK101089615SQ20071002458
公開日2007年12月19日 申請日期2007年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月22日
發(fā)明者王著元, 崔一平, 呂昌貴, 惲斌峰 申請人:東南大學(xué)