[发明专利]一种基于表面增强拉曼光谱的乙酰胆碱检测方法

说明书

本发明公开了一种基于表面增强拉曼散射的乙酰胆碱检测方法，该方法利用乙酰胆碱和有机分子在金属纳米衬底上的竞争作用，结合表面增强拉曼光谱，建立起有机分子的表面增强拉曼强度和乙酰胆碱浓度之间的对应关系，从而实现对乙酰胆碱高灵敏、低成本、简单快速的检测。

技术领域

本发明涉及一种基于表面增强拉曼光谱的乙酰胆碱检测方法,属于生物光子学和纳米光子学技术领域。

背景技术

神经递质是神经元之间传递信息的重要物质，也是中央神经系统控制和调节人体生理功能的重要途径，任何一种神经递质的失衡会引起一系列相关疾病，比如帕金森、抑郁症、阿尔茨海默症等。因此，准确有效的检测神经递质浓度对于相关疾病的临床诊断和治疗以及研究神经递质的作用机理等都具有深远意义。

乙酰胆碱是人体内非常典型的一种神经递质，也是中枢胆碱能系统中重要的神经递质之一。乙酰胆碱在人体内的浓度水平和人体认识活动密切相关，对于维持人体意识清醒、调节学习记忆能力有着重要作用，有研究发现人体内的乙酰胆碱浓度还和阿尔茨海默病显著相关，乙酰胆碱含量增多有助于阿尔茨海默病的症状改善。目前对乙酰胆碱的检测方法，主要有荧光检测、高效液相色谱法检测、电化学检测等。以荧光检测为例，通常需要多次酶催化反应将乙酰胆碱逐步转化成对某些荧光分子敏感的物质后再进行荧光检测，其操作过程较为冗长、成本较高且转化效率有限；高效液相色谱法、电化学检测通常存在成本高、操作复杂、耗时较长、灵敏度不够等不足之处。表面增强拉曼光谱(SERS)是一种高灵敏、快速、低成本的一种光谱检测手段，但是乙酰胆碱本身的SERS活性低，直接利用表面增强拉曼散射对乙酰胆碱进行检测的灵敏度难以应付生理环境下乙酰胆碱的痕量检测。因此，一种高灵敏、低成本、简单有效快速的乙酰胆碱检测方法仍然是迫切需求的，对于临床诊断和研究应用都具有重要价值。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种基于表面增强拉曼光谱的乙酰胆碱检测方法，该方法利用乙酰胆碱和有机分子在表面增强拉曼散射衬底上的竞争作用，不同浓度的乙酰胆碱会对有机分子在表面增强拉曼散射衬底的吸附产生不同程度的影响，从而产生不同强度的表面增强拉曼散射信号，结合表面增强拉曼光谱，建立起有机分子的表面增强拉曼光谱强度和乙酰胆碱浓度之间的对应关系，从而实现对乙酰胆碱高灵敏、低成本、简单快速的检测。

技术方案：本发明提供了一种基于表面增强拉曼光谱的乙酰胆碱检测方法，该方法包括以下步骤：

1)利用金属纳米材料制备表面增强拉曼散射衬底：根据静电作用的原理，利用聚合物分子对玻璃基底或硅基底表面进行改性，使玻璃基底或硅基底表面电性与金属纳米材料所带电荷电性相反，从而利用静电作用将金属纳米材料吸附在玻璃基底或硅基底表面，形成表面增强拉曼散射衬底。

2)将乙酰胆碱和有机分子溶液加至表面增强拉曼散射衬底表面进行反应，且乙酰胆碱与所述有机分子竞争性吸附于表面增强拉曼散射衬底表面；

3)检测表面增强拉曼散射衬底表面上有机分子的拉曼光谱，根据乙酰胆碱浓度和有机分子表面增强拉曼光谱之间的校准曲线，实现对乙酰胆碱的定量检测。

其中：

步骤1)所述的利用金属纳米材料制备表面增强拉曼散射衬底的具体步骤如下：

①当金属纳米材料表面带负电荷时，将清洗吹干的玻璃基底或硅基底与0.02wt％以上的聚二烯丙基二甲基氯化铵、3-氨丙基三乙氧基硅烷或3-氨丙基三甲氧基硅烷水溶液反应30min以上，清洗残余的反应溶液后将该玻璃基底或硅基底与金属纳米溶液反应30分钟以上，去除残余金属纳米溶液得到表面增强拉曼散射衬底；