結(jié)構(gòu)，從而得到銀納米結(jié)構(gòu)-石墨稀-金納米結(jié)構(gòu)的石墨烯表面拉曼增強器件(G-SERS)。
[0045]癌細胞的檢測方法:
[0046]步驟A:
[0047]將肝癌細胞7402和正常肝細胞L02各自培養(yǎng)瓶中的培養(yǎng)液倒出，并用滴管滴加0.05-1毫升的胰酶清洗殘留的培養(yǎng)液；接著用去離子水清洗3?5次并倒出；再向培養(yǎng)瓶中加入0.05-1毫升胰酶用于將細胞從培養(yǎng)瓶壁解離下來，并用I?500毫升去離子水將其稀釋得到肝癌細胞和正常細胞的稀釋液。
[0048]步驟B:
[0049]分別將肝癌細胞和正常肝細胞的稀釋液分別滴加在銀納米結(jié)構(gòu)-石墨烯-金納米結(jié)構(gòu)器件(命名為G-SERS)和硅基底上，并用低溫吹風機將其烘干得到樣品:肝癌細胞/G-SERS、正常肝細胞/G-SERS、肝癌細胞/Si和正常肝細胞/Si，用于拉曼檢測。
[0050]步驟C:
[0051]采用雷尼紹inVia拉曼光譜儀，采用1800線/毫米光柵，激發(fā)波長514.5nm作為入射光照射上述步驟(A)的樣品得到相應的拉曼光譜。正常細胞/Si和肝癌細胞/Si的拉曼光譜沒有任何區(qū)別；將肝癌細胞/G-SERS通過與G-SERS器件和正常肝細胞/G-SERS的拉曼光譜對比，由于癌細胞的特異性基團與石墨烯化學作用從而使石墨烯拉曼特征峰發(fā)生變化:石墨烯的D峰(?1350cm-l)半峰寬變窄，同時G峰(?1580cm_l)半峰寬變寬，2D峰(?2650cm-l)退化，2G峰(?2980cm_l)增強，并發(fā)生了峰形狀的畸化；同時在?1200cm_l、?1500cm_l、?3100cm_l處出現(xiàn)一個較強的癌細胞特征峰，這些為癌細胞的檢測和診斷提供了可靠的依據(jù)，而從而實現(xiàn)對癌細胞的檢測和鑒別。這是由于G-SERS器件較強的局域了光電場，增強了光與物質(zhì)的作用，能夠更加靈敏的將癌細胞的結(jié)構(gòu)信息通過表面增強石墨烯拉曼光譜表達出來。
[0052]將通過電子束蒸鍍等微納制備技術(shù)在目標基底上(如硅，二氧化硅等)制備出金屬(如金，銀等)納米結(jié)構(gòu)(納米顆粒，納米圓盤，納米柱，納米條等)，將石墨烯層置于金屬納米結(jié)構(gòu)上，最后利用微納制備技術(shù)在石墨烯基底上制備出金屬(如金，銀等)納米結(jié)構(gòu)(納米顆粒，納米圓盤，納米柱，納米條等)。其微結(jié)構(gòu)如圖所示(附圖1和圖2)，
[0053]該方法制備結(jié)構(gòu)的上、下兩層是金屬納米金屬層，該結(jié)構(gòu)能有效局域入射光并在其表面產(chǎn)生表面等離子波，這使得該結(jié)構(gòu)對光的吸收增強并產(chǎn)生兩個較強的吸收峰(如圖
3)，這提高了入射光的與表面物質(zhì)石墨烯的作用。
[0054]石墨烯拉曼光譜的獲得是采用雷尼紹inVia拉曼光譜儀，激發(fā)波長514.5nm,采用1800線/毫米光柵。通過金屬納米結(jié)構(gòu)在石墨稀上下表面的場局域和表面等離子波的作用，對石墨烯的拉曼信號有明顯的提高，如圖4所示。隨著金屬結(jié)構(gòu)的加入，石墨烯表面拉曼增強高達?50倍，使其靈敏度也得到進一步提升。
[0055]在現(xiàn)有的技術(shù)對癌細胞檢測和診斷中，都需要利用標簽物質(zhì)對癌細胞進行標記，給檢測和鑒別帶來困難和不可控的因素。我們利用石墨烯表面增強拉曼光譜，與現(xiàn)有技術(shù)有很大的不同，即不需要對癌細胞預處理，能有效的將癌細胞結(jié)構(gòu)信息通過拉曼光譜表達出來，減少對不可控因素以及消除對細胞的損害，增強可靠性，大大降低了檢測成本。石墨烯的 D 峰(?1350cm-l)、G 峰(?1580cm_l)以及 2D 峰(2650cm_l)和 2G 峰(2980cm_l)由于癌細胞與其相互化學作用，使得特征峰發(fā)生變化。
[0056]采用肝癌細胞7402和參比正常肝細胞作為實驗對象，首先利用胰酶將細胞從樣品瓶上解離下來，用純凈水稀釋，利用微量注射器將細胞溶液滴涂到G-SERS基底和硅基底上(如圖5所示)，并用低溫吹風機將其烘干，利用上述拉曼對其進行測試。首先通過對比肝癌細胞和正常細胞在硅基底上的拉曼光譜，如圖6所示，沒有明顯區(qū)別，難以判別。通過與G-SERS和正常肝細胞的對比，癌細胞使得石墨烯的D峰半峰寬變窄，同時G峰半峰寬變寬，2D峰退化，2G峰增強，并發(fā)生了峰形狀的畸化，同時在?3100cm-l處出現(xiàn)一個較強的癌細胞特征峰，這些為癌細胞的檢測和診斷提供了可靠的依據(jù)。
[0057]該方法特有的優(yōu)勢如下:
[0058]1、方法簡單、有效，克服癌細胞提前預處理和標記的技術(shù)困難，減少不必要的不可控因素，增強可靠性。
[0059]2、該方法提供的G-SERS基底具有良好普適性，金屬微納結(jié)構(gòu)_石墨烯_金屬微納結(jié)構(gòu)適用于多數(shù)器件，金屬材料適用范圍廣，金屬層厚度可控(I?100nm)，結(jié)構(gòu)多樣化，石墨烯制備方式簡單，可以通過化學氣相沉積、氧化還原、機械剝離、外延生長法、液相剝離等手段得到石墨烯。
[0060]3、該方法制備出的微納結(jié)構(gòu)不僅表面增強了石墨烯拉曼光譜，同時將癌細胞的結(jié)構(gòu)信息詳細的表達出來，從而區(qū)別于正常細胞，能夠比較快速且有效對其進行檢測和診斷。
[0061]4、該方法制備出的器件尺寸小，能夠提供更為方便精確快速測量，降低成本，有利于實際應用。
[0062]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種G-SERS基底的制備方法，其特征在于=G-SERS基底為銀納米結(jié)構(gòu)-石墨烯-金納米結(jié)構(gòu)器件，其制備方式如下: 步驟1:金納米結(jié)構(gòu)的制備: 通過鍍膜機電子束蒸鍍的方式，超低真空度條件下，將高純金蒸鍍在硅基底上，蒸鍍速率0.5-5埃/秒，形成1-1Onm厚度的金膜，從而在娃基底上形成不同的金納米結(jié)構(gòu)； 步驟2:制備石墨稀-金納米結(jié)構(gòu)基底； 步驟3:銀納米結(jié)構(gòu)-石墨稀-金納米結(jié)構(gòu)器件的制備:將步驟2中得到的石墨稀-金納米結(jié)構(gòu)基底置于電子束蒸鍍腔中，低真空度條件下，蒸鍍速率0.5-5埃/秒，控制時間5-20秒，在石墨稀-金納米結(jié)構(gòu)基底上蒸鍍得到1-1Onm厚度的銀納米結(jié)構(gòu)，從而得到銀納米結(jié)構(gòu)-石墨稀-金納米結(jié)構(gòu)器件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的G-SERS基底的制備方法，其特征在于:步驟I中所述超低真空度為低于8e-7torr，步驟3中低真空度為低于5e-7torr。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的G-SERS基底的制備方法，其特征在于:在硅基底上形成不同的金納米結(jié)構(gòu)為納米顆粒和/或納米條。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的G-SERS基底的制備方法，其特征在于:步驟2中，制備石墨烯-金納米結(jié)構(gòu)基底的方法為:將氧化石墨烯溶解在去離子水中形成4-10mg/ml的溶液，將其溶液利用勻膠機甩膜的方式在上述步驟I的基底上形成均勻的氧化石墨烯薄膜，制備成氧化石墨烯-金納米結(jié)構(gòu)基底，將得到的氧化石墨烯-金納米結(jié)構(gòu)基底置于高溫管式爐中在惰性氣體600-1000攝氏度退火處理0.5-2小時，制備成石墨烯-金納米結(jié)構(gòu)基底。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的G-SERS基底的制備方法，其特征在于:成膜條件:低速600轉(zhuǎn)/秒，經(jīng)歷45秒；高速2000轉(zhuǎn)/秒，經(jīng)歷12秒。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的G-SERS基底的制備方法，其特征在于:步驟2中，制備石墨烯-金納米結(jié)構(gòu)基底的方法為:將化學氣相沉積得到石墨烯通過快速轉(zhuǎn)移的方式轉(zhuǎn)移到上述步驟I的基底上得到石墨稀-金納米結(jié)構(gòu)基底。7.一種癌細胞的檢測方法，其特征在于: 步驟A: 將肝癌細胞和正常肝細胞各自培養(yǎng)瓶中的培養(yǎng)液倒出，并用滴管滴加0.05-1暈升的胰酶清洗殘留的培養(yǎng)液；接著用去離子水清洗3?5次并倒出；再向培養(yǎng)瓶中加入0.05-1毫升胰酶用于將細胞從培養(yǎng)瓶壁解離下來，并用I?500毫升去離子水將其稀釋得到肝癌細胞和正常細胞的稀釋液； 步驟B: 分別將肝癌細胞和正常肝細胞的稀釋液分別滴加在銀納米結(jié)構(gòu)-石墨烯-金納米結(jié)構(gòu)G-SERS器件和硅基底上，所述G-SERS基底為權(quán)利要求1至6任意一種制備方法所得到的G-SERS基底，將其烘干得到樣品:肝癌細胞/G-SERS、正常肝細胞/G-SERS、肝癌細胞/Si和正常肝細胞/Si，用于拉曼檢測； 步驟C: 采用雷尼紹inVia拉曼光譜儀，采用1800線/毫米光柵，激發(fā)波長514.5nm作為入射光照射上述步驟A的樣品得到相應的拉曼光譜；正常細胞/Si和肝癌細胞/Si的拉曼光譜沒有任何區(qū)別；將肝癌細胞/G-SERS通過與G-SERS器件和正常肝細胞/G-SERS的拉曼光譜對比，由于癌細胞的特異性基團與石墨烯化學作用從而使石墨烯拉曼特征峰發(fā)生變化:石墨烯的D峰(?1350cm-l)半峰寬變窄，同時G峰(?1580cm_l)半峰寬變寬，2D峰(?2650cm-l)退化，2G峰(?2980cm_l)增強，并發(fā)生了峰形狀的畸化；同時在?1200cm_l、?1500cm-l、?3100cm-l處出現(xiàn)一個較強的癌細胞特征峰，這些為癌細胞的檢測和診斷提供了可靠的依據(jù)，而從而實現(xiàn)對癌細胞的檢測和鑒別。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種G-SERS基底的制備方法及癌細胞檢測方法，G-SERS基底的制備方法步驟1：金納米結(jié)構(gòu)的制備：步驟2：制備石墨烯-金納米結(jié)構(gòu)基底；步驟3：銀納米結(jié)構(gòu)-石墨烯-金納米結(jié)構(gòu)器件的制備。癌細胞檢測方法，利用表面增強拉曼的原理設計并開發(fā)出一種簡單、通用、快捷、成本低的方法實現(xiàn)了對癌細胞的檢測。尺寸?。涸摲椒ㄖ苽涞奈⒓{結(jié)構(gòu)器件尺寸可以小到微米。測試效率高：利用金屬微納結(jié)構(gòu)對表面拉曼進行增強，增加入射光與物質(zhì)的作用幾率，能夠使癌細胞的結(jié)構(gòu)信息更為靈敏的表達出來，提高了檢測和診斷的效率。不需要對癌細胞進行預處理和標記：克服了現(xiàn)有技術(shù)需要提前對癌細胞進行標記的困難，同時提高了檢測診斷的準確性和可靠性。
【IPC分類】G01N21/65
【公開號】CN105092556
【申請?zhí)枴緾N201510417395
【發(fā)明人】肖淑敏, 易寧波, 宋清海
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學深圳研究生院
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年7月15日