具有生物相容性SERS基底的制备及应用研究

SERS基底的生物相容性是指生物分子吸附在基底后，生物分子原有的活性不改变，SERS的重现性、灵敏度等基本保持，SERS基底用于在体实验或检测时不会引起生物系统的排异反应。本申请希望从生物相容性出发，制备几种SERS基底，包括金属-金属、金属-半导体、半导体-半导体。通过基底的材料复合、结构匹配制备具有高SERS活性和重复性的基底，通过表面修饰（无机、有机、高分子、生物材料）使其具备理想的生物相容性。将它们应用在几种常见的生物分子的检测中，利用SERS光谱研究这些基底与生物分子间的作用，基底的增强能力和稳定性，SERS光谱的重现性等。选择生物相容性好的SERS基底应用于鉴定蛋白、核酸等生物分子，检测细胞或组织提取液等复杂体系。结合生物相容性基底, 利用SERS的超灵敏性，高选择性，荧光猝灭等特性，为生命科学和生物医学领域提供快速有效的SERS检测方法。项目结束时预计发表高水平论文6－8篇。

纳米材料对人体的毒素作用的强弱、对细胞的生长、附着、增殖及代谢方面都有着重大影响，因此材料的生物相容性显得非常重要。而传统的以金属胶体粒子为SERS活性基底，当生物分子吸附其表面上后，生物分子的结构发生了改变，破坏了其本身的结构与性能。从而制备一系列具有生物相容性以及高SERS活性的基底对于蛋白质的定性和定量分析非常重要。当生物分子吸附在SERS基底上后，生物分子原有的生物活性不会有很大改变，SERS光谱的重现性好。.本项目从基底的稳定性以及生物相容性出发，制备了几种具有表面增强拉曼散射（SERS）活性的基底，金属与绝缘体和半导体以及具有特殊性质的纳米粒子制备出的复合结构，可以人为控制SERS基底功能性，利用不同的激发波长优化基底的SERS增强能力，选择合适基底与激发波长应用于蛋白质检测方面。挑选最佳的高SERS活性以及生物相容性好的基底，研究蛋白质吸附到这一系列基底后的拉曼光谱变化。此外，我们利用物理和化学手段制备了几种蛋白质阵列芯片，在一些蛋白质的直接和间接检测方面都获得了很高灵敏度及较高的检测限的结果。进一步探讨了基底对生物分子的增强机制，并达到超灵敏检测目的，同时也验证了这一系列兼具生物相容性与高SERS活性基底的应用前景。