基於蛋白質檢測的懸浮態SERS基底的設計及作用機理研究

《基於蛋白質檢測的懸浮態SERS基底的設計及作用機理研究》是依託南京理工大學，由卑鳳利擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於蛋白質檢測的懸浮態SERS基底的設計及作用機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：卑鳳利
• 依託單位：南京理工大學

項目摘要

針對傳統表面增強拉曼光譜(SERS)基底在生理環境下原位檢測中存在的不足，擬利用氧化石墨烯(GO)的可懸浮性、準平面結構、可高效負載納米粒子等特點，將GO作為負載納米粒子的大分子雙面承載平台，製備用於蛋白質檢測的GO-貴金屬納米粒子SERS複合基底。探索負載條件及組裝方法，實現複合基底中納米粒子組裝形態及SERS活性位點的可控調節，得到一類適合於生理環境下穩定懸浮、且保持高活性的新型SERS複合基底，並將其套用到蛋白質的免標記檢測中。研究GO與納米粒子之間的相互作用，揭示該類基底中SERS活性位點的形成機制，及其在生理環境下穩定存在的機理。研究基於該基底的多種蛋白質的SERS光譜，探索其譜學特徵，揭示蛋白質分子與基底之間的作用方式，闡明其作用機理。通過本項目研究，可為基於蛋白質檢測目標的SERS基底的設計提供新的思路，並有望開發出一種生理環境下原位使用的、免標記的蛋白質檢測方法。

結題摘要

在基金的支持下，成功製備了可用於蛋白質免標記檢測的高活性SERS基底，並成功地用於蛋白質檢測，該檢測基底具有高靈敏度、高穩定性和耐複雜環境等特點，具體工作如下： 研究發現蛋白質免標記檢測對納米粒子的尺寸特別敏感，只有合適的窄分布尺寸才能實現。這也是在蛋白免標記檢測研究中沒有引起重視的一個關鍵影響因素。本工作探索了適用於檢測的窄分布納米粒子的製備方法，成功製備出了適合於蛋白質免標記檢測的納米粒子，並對納米粒子的尺寸分布進行了有效的控制； 研究表明納米粒子的聚集組裝狀態對蛋白質免標記檢測有顯著的影響，單分散和大團聚都不利於檢測，小團聚對檢測更有利，因為小團聚之間能形成更多的熱點，從而使蛋白質拉曼信號大大增強。本研究發現氧化石墨烯是一個優良的平台，可實現納米粒子團聚組裝狀態的有效調控，利用氧化石墨烯在水等介質中的良好懸浮性，使得所製備的基底能在生理鹽水等複雜環境中穩定懸浮，保證了在生物體系中的活性，為進一步的生物活體檢測提供了保障; 為了保障納米粒子與蛋白質之間的有效接觸，從而實現信號增強，納米粒子表面必須足夠“清潔”。傳統的表面活性劑無法滿足這一需求。本研究通過引入半包覆型表面活性劑“氧化石墨烯”，成功地實現了基底的表面相對清潔且裸露。這對於實現蛋白質的免標記檢測是最重要的。 綜上，項目研究基本完成了預期目標，實現了可用於蛋白質免標記檢測的SERS基底的製備與優選工作，並對相關的機理進行了探索。相關工作為蛋白的活體檢測提供了基礎。SERS活性基底與蛋白作用後的譜學特性仍需要進一步加強研究。