[发明专利]通过引入离子液体提高蛋白质SERS信号强度的方法

说明书

本发明公开了一种通过引入离子液体提高蛋白质SERS信号强度的方法。所述方法将二氧化钛纳米管阵列浸没于含有待检蛋白和离子液体[P_6,6,6,14][FuA]的混合溶液中，制备SERS活性基底。本发明将离子液体[P_6,6,6,14][FuA]引入SERS活性基底，增强蛋白与基底间的相互作用并提高了离子电导率，增加了检测体系整体的极化率，提高了蛋白的SERS性能。本发明方法具有较高的灵敏度和检测性，在蛋白的痕量检测领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于表面增强拉曼光谱技术领域，涉及一种通过引入离子液体提高蛋白质SERS信号强度的方法。

背景技术

表面增强拉曼散射(Surface enhancement Raman scattering,SERS)作为一种高灵敏度光谱技术，已广泛应用于研究生物分子在固体表面的界面行为。通过化学增强和物理增强机理增强待分析物质的信号，可在分子水平得到关于物质结构的丰富信息。但是，待分析物质的SERS信号极其依赖于SERS基底的物理化学性质。使用SERS对生物蛋白进行痕量检测时，如何建立一种只需微量蛋白即可产生高强度信号的检测体系是当前研究的难点。

传统的关于加强SERS信号的研究主要聚焦于优化活性基底，例如使用贵金属如金、银纳米颗粒进行修饰，得到表面覆盖型或球核型基底，从而提高电磁场增强的效果。然而当蛋白分子与活性基底之间的相互作用较弱时，优化基底本身对SERS信号的增强效果并不理想。因此，如何加强蛋白分子与活性基底间的作用，增大体系的极化率进而增强SERS效应仍然是亟需解决的难题。

离子液体作为一种盐类物质，具有独特的物理化学性能，包括可调节的化学结构、热稳定性和化学稳定性、优异的离子电导率等。Bai等人在两相液-液体系中成功合成了手性离子液体单层稳定的金纳米粒子，其在空气/水界面处可自组装成环状结构。手性离子液体的分子结构对金纳米颗粒环状结构的形成有着重要的影响。金纳米粒子自组装形成的聚集的环状结构作为SERS基底，极大地增强了罗丹明6G(R6G)的信号强度(BAI X,LI X,ZHENGL.Chiral Ionic Liquid Monolayer-Stabilized Gold Nanoparticles:Synthesis,Self-Assembly,and Application to SERS[J].Langmuir,2010,26(14):12209–12214.)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过引入离子液体提高蛋白质SERS信号强度的方法。该方法通过引入离子液体，增强蛋白质分子与活性基底间的相互作用，并改善电子转移能力，从而改善SERS性能和检测灵敏度。

实现本发明目的的技术方案如下：

通过引入离子液体提高蛋白质SERS信号强度的方法，包括以下步骤：

(1)通过电化学阳极氧化法在洁净钛片表面合成具有三维立体管状结构的二氧化钛纳米管阵列；

(2)将待检蛋白、离子液体[P_6,6,6,14][FuA]充分溶解于缓冲溶液中得到均匀的混合溶液，再将二氧化钛纳米管阵列浸没于混合溶液中，取出后干燥用于SERS检测。

优选的，步骤(1)中，二氧化钛纳米管阵列采用现有的电化学阳极氧化法制备，具体步骤如下：

(a)将洁净的钛片作为阳极，铂片作为阴极，以添加腐蚀剂氟化铵和去离子水的乙二醇为电解质，采用电化学阳极氧化法，在15～55V电压下反应12～36h，得到二氧化钛纳米管阵列；

(b)将二氧化钛纳米管阵列清洗，300～600℃下高温烧结，保温20～60min，粗结晶化得到具有三维立体管状结构的二氧化钛纳米管阵列。

优选的，步骤(a)中，电解质中，氟化铵占乙二醇质量的0.1～0.5wt％，去离子水占乙二醇质量的0.5～5wt％。