银核金壳纳米颗粒SERS标记的合成及其在细胞检测中的应用

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将纳米技术应用在生物学和医学中,是当今科研领域的一个前沿发展方向,这些研究中一个很重要的目标就是要从分子水平上出发,更加深入的了解细胞的生物学机制,通过检测细胞的分子结构及功能的变化,尽早的发现细胞病变,从而做到对各种疾病的早期诊断。  表面增强拉曼光谱(SERS)在检测物质方面有着很高的灵敏度,可以在分子水平上获得物质的组成和结构等多方面的信息,具有指纹识别功能。与红外光谱、荧光光谱等其他光谱检测手段相比,表面增强拉曼光谱不受水的干扰、不易发生淬灭、可以使用红光进行激发以及受生物样品自身荧光的干扰小,这些优点的存在,使其更加适用于生物检测。  金纳米粒子和银纳米粒子是表面增强拉曼光谱中最常用的增强基底。金纳米粒子拥有稳定性强、大小和形状容易控制、生物相容性好等优点。但是其增强效应却比不上银纳米粒子,银纳米粒子的增强效果要比金纳米粒子的高100-1000倍,但是从另一方面来说,银纳米粒子的溶解度差,容易发生聚集,这就导致了其不适合在生物检测中使用。而拥有核壳结构的复合纳米粒子,会有很多独特性质,这些性质是单组份纳米粒子所没有的。因此在银纳米粒子的表面上包裹上金壳,形成银核金壳的核壳结构纳米粒子,一方面从“借力”的角度来说,通过电磁场增强的长程效应,得到的核壳型纳米粒子比金纳米粒子的SERS效应更强,另一方面金壳所拥有的亲生物性,使得这种核壳纳米粒子更加适用于生物检测中。  本论文中,我们合成了一种银核金壳复合结构的纳米粒子,并将一种拉曼标记(亚甲基蓝)包埋在两层金属之间,形成了包埋了亚甲基蓝的银核金壳纳米粒子,这种纳米粒子结构稳定,并且有明显的SERS效应,可以作为一种SERS标记使用在细胞检测中。透射电镜(TEM)的检测发现这种粒子存在有明显的明暗条纹结构,说明了其核壳结构的存在。此外,根据被包埋的亚甲基蓝的拉曼特征峰进行成像,可以确定包埋了亚甲基蓝的银核金壳纳米粒子在细胞中的分布,同时可以根据生物大分子的拉曼特征峰进行成像,以此来确定核壳纳米粒子附近生物大分子的分布情况。
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