[发明专利]一种基于表面增强拉曼散射技术对多分析物的自分类检测方法

摘要

本发明涉及一种基于表面增强拉曼散射技术对多分析物的自分类检测方法，其是以三种表面带有拉曼活性分子和能够特异性识别目标分析物的水溶性聚合物集成的纳米金混合溶液为探针，分别或同时将含有Pb2+，Ag+和Cu2+的水溶液与其混合，通过拉曼散射光谱的增强进行检测，这种检测对Pb2+，Ag+和Cu2+具有高效的自分类选择性，从而能够同时鉴定三种离子及其相应含量。本发明操作简便、灵敏度高，在生物医学、环境监测等领域具有广阔的应用前景。

主权项

一种基于表面增强拉曼散射技术对多分析物的自分类检测方法，其特征在于按如下步骤进行：(1)令表面带有水溶性聚合物PAPAA和拉曼活性分子BGLA的纳米金Au@BGLA/PAPAA的溶液为溶液A；令表面带有水溶性聚合物PPyEAMA和拉曼活性分子NPT的纳米金Au@NPT/PPyEAMA的溶液为溶液B；令表面带有水溶性聚合物PPyAM和拉曼活性分子IR‑792的纳米金Au@IR‑792/PPyAM的溶液为溶液C；在溶液A中Au@BGLA/PAPAA的摩尔浓度、在溶液B中Au@NPT/PPyEAMA的摩尔浓度及在溶液C中Au@IR‑792/PPyAM的摩尔浓度皆为50‑500nM；将溶液A、溶液B和溶液C混合，获得纳米金混合溶液探针，在所述纳米金混合溶液探针中Au@BGLA/PAPAA、Au@NPT/PPyEAMA和Au@IR‑792/PPyAM的摩尔量相等；所述水溶性聚合物PAPAA的结构式如式(1)所示，所述水溶性聚合物PPyEAMA的结构式如式(2)所示，所述水溶性聚合物PPyAM的结构式如式(3)所示，所述拉曼活性分子BGLA的结构式如式(4)所示，所述拉曼活性分子NPT的结构式如式(5)所示，所述拉曼活性分子IR‑792的结构式如式(6)所示：(2)分别绘制Pb2+、Ag+和Cu2+的浓度与特征拉曼散射峰峰值的标准关系曲线：以0nM为浓度起点、以50‑100nM为浓度梯度，在纳米金混合溶液探针中加入Pb2+，配制含不同浓度Pb2+的纳米金混合溶液样品s个，s≥10；对各样品进行拉曼散射光谱检测，获得各样品的拉曼散射光谱，确定各样品在1615cm‑1处的特征拉曼散射峰的峰值；以浓度为横坐标、以样品在1615cm‑1处的特征拉曼散射峰的峰值为纵坐标，绘制Pb2+的浓度与特征拉曼散射峰峰值的标准关系曲线；以0nM为浓度起点、以50‑100nM为浓度梯度，在纳米金混合溶液探针中加入Ag+，配制含不同浓度Ag+的纳米金混合溶液样品t个，t≥10；对各样品进行拉曼散射光谱检测，获得各样品的拉曼散射光谱，确定各样品在365cm‑1处的特征拉曼散射峰的峰值；以浓度为横坐标、以样品在365cm‑1处的特征拉曼散射峰的峰值为纵坐标，绘制Ag+的浓度与特征拉曼散射峰的峰值的标准关系曲线；以0nM为浓度起点、以50‑100nM为浓度梯度，在纳米金混合溶液探针中加入Cu2+，配制含不同浓度Cu2+的纳米金混合溶液样品r个，r≥10；对各样品进行拉曼散射光谱检测，获得各样品的拉曼散射光谱，确定各样品在1023cm‑1处的特征拉曼散射峰的峰值；以浓度为横坐标、以样品在1023cm‑1处的特征拉曼散射峰的峰值为纵坐标，绘制Cu2+的浓度与特征拉曼散射峰峰值的标准关系曲线；在三种标准关系曲线的绘制中，拉曼散射光谱检测的检测条件相同；(3)将待测物与纳米金混合溶液探针按体积比1:5～20混合获得混合溶液，然后在与步骤(2)相同的检测条件下进行拉曼散射光谱检测，获得待测物的拉曼散射光谱，从而获得待测物的特征拉曼散射峰位置，若待测物在1615cm‑1处出现特征拉曼散射峰，则证明待测物中含有Pb2+，若待测物在365cm‑1处出现特征拉曼散射峰，则证明待测物中含有Ag+，若待测物在1023cm‑1处出现特征拉曼散射峰，则证明待测物中含有Cu2+；(4)若待测物中含有Pb2+、Ag+和/或Cu2+，再根据相应离子所对应的特征拉曼散射峰的峰值，分别与相应的标准关系曲线相比较，确定相应离子在混合溶液中的浓度，然后计算获得相应离子在待测物中的浓度；具体的：所述溶液A按如下方法进行制备：在氮气保护下将单体t‑BPEA、自由基引发剂2,2'‑二巯基双[1‑(2‑溴‑2‑甲基丙酰氧基)]乙烷和DMF加到反应瓶中，然后用氮气脱气30min，再加入CuCl和六甲基三亚乙基四胺，获得混合物；将混合物用氮气脱气5min，再在25℃下搅拌反应15h，然后加入乙醚淬灭，使聚合物析出，离心得到固体产物，用乙醚洗涤、真空干燥至恒重，得到P(t‑BPEA)；将P(t‑BPEA)溶于THF中，在0℃下加入LiOH，反应2h，加入乙醚淬灭，使聚合物析出，离心得到固体产物，用乙醚洗涤、真空干燥至恒重，得到PAPAA‑SH；将PAPAA‑SH和拉曼活性分子BGLA加入到纳米Au溶液中，在室温下反应24h，将反应物离心去除上清液，得到表面带有水溶性聚合物PAPAA和拉曼活性分子BGLA的纳米金Au@BGLA/PAPAA溶液，对Au@BGLA/PAPAA的溶液加水稀释至Au@BGLA/PAPAA浓度为50‑500nM，即得溶液A；所述溶液B按如下方法进行制备：在氮气保护下将单体PyEAMA、自由基引发剂2,2'‑二巯基双[1‑(2‑溴‑2‑甲基丙酰氧基)]乙烷和DMF加到反应瓶中，然后用氮气脱气30min，再加入CuCl和六甲基三亚乙基四胺，获得混合物；将混合物用氮气脱气5min，再在25℃下搅拌反应15h，然后加入乙醚淬灭，使聚合物析出，离心得到固体产物，用乙醚洗涤、真空干燥至恒重，得到PPyEAMA；将PPyEAMA溶于THF中，在0℃下加入NaBH4，反应2h，加入乙醚淬灭，使聚合物析出，离心得到固体产物，用乙醚洗涤、真空干燥至恒重，得到PPyEAMA‑SH；将PPyEAMA‑SH和拉曼活性分子NPT加入到纳米Au溶液中，在室温下反应24h，将反应物离心去除上清液，得到表面带有水溶性聚合物PPyEAMA和拉曼活性分子NPT的纳米金Au@NPT/PPyEAMA溶液，对Au@NPT/PPyEAMA溶液加水稀释至Au@NPT/PPyEAMA浓度为50‑500nM，即得溶液B；所述溶液C按如下方法进行制备：在氮气保护下将单体PyAM、RAFT试剂二苄基三硫代碳酸酯和DMF加到反应瓶中，用氮气脱气30min，在70℃下搅拌反应15h停止，然后加入乙醚淬灭，使产物析出，离心得到固体产物，用乙醚洗涤、真空干燥至恒重，得到PPyAM；将PPyAM溶于THF中，在0℃下缓慢加入NaBH4，反应2h，加入乙醚淬灭，使聚合物析出，离心得到固体产物，用乙醚洗涤、真空干燥至恒重，得到PPyAM‑SH；将PPyAM‑SH和拉曼活性分子IR‑792加入到纳米Au溶液中，在室温下反应24h，将反应物离心去除上清液，得到表面带有水溶性聚合物PPyAM和拉曼活性分子IR‑792的纳米金Au@IR‑792/PPyAM溶液，对Au@IR‑792/PPyAM溶液加水稀释至Au@IR‑792/PPyAM浓度为50‑500nM，即得溶液C。