基于表面增强拉曼的细胞色素的检测方法.pdf

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010112056.1 (22)申请日 2020.02.24 (71)申请人 江苏师范大学 地址 221000 江苏省徐州市铜山区上海路 101号 (72)发明人 田康振聂新明田亚平 (74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 代理人 陆志斌 (51)Int.Cl. G01N 21/65(2006.01) (54)发明名称 一种基于表面增强拉曼的细胞色素的检测 方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于表面增强拉曼光谱 （SERS） 细胞色素检测和表征的

2、方法， 该方法是直 接采集细胞色素的SERS信号,发明操作简单并且 免标记。 通过进一步分析可以得到细胞色素二级 结构随浓度变化的信息。 可以为生物医药以及蛋 白质二级结构变化的实时监测提供一种新的方 法。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 111175280 A 2020.05.19 CN 111175280 A 1.一种基于表面增强拉曼的细胞色素的检测方法， 其特征在于， 包括以下步骤： a. 将待测的细胞色素溶于水中， 配置不同浓度梯度的水溶液并且混合均匀； b. 取2 L步骤a中得的溶液的滴加到银纳米棒阵列基底上， 使所述溶液浓缩， 得到检 测液； c. 将步骤b中得到的检测

3、液进行拉曼散射检测， 设置激光功率为30 mW， 积分时间为10 s， 测得检测液的SERS光谱； d. 根据步骤 （c） 中得到的检测液的SERS光谱， 利用洛伦兹线性拟合， 获得结构信息。 2.根据权利要求1所述的一种基于表面增强拉曼的细胞色素的检测方法， 其特征在于， 步骤b中所用的银纳米棒阵列基底为倾斜排列的银纳米棒阵列基底， 所述银纳米棒长度为 900100nm， 直径为15040nm， 两相邻银纳米棒间隔为110 10nm, 倾斜角为735 。 3.根据权利要求1所述的一种基于表面增强拉曼的细胞色素的快速检测方法， 其特征 在于， 所述步骤c中： 设置激光波长、 功率、 积分时间，

4、 对基底上被测物进行扫描， 得到的表面 增强拉曼光谱中的特征峰可作为检测的参考峰。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111175280 A 2 一种基于表面增强拉曼的细胞色素的检测方法 技术领域 0001 本发明涉及一种基于表面增强拉曼的细胞色素的检测方法， 特别涉及一种测量细 胞色素二级结构的方法。 背景技术 0002 细胞色素一类以铁卟啉 （或血红素） 作为辅基的电子传递蛋白， 其广泛参与动、 植 物， 酵母以及好氧菌、 厌氧光合菌等的氧化还原反应。 细胞色素是一种良好的生物电子载 体， 其通过血红素辅基中铁原子的还原态(Fe2+)和氧化态 （Fe3+） 之间的可逆变化实现电子 的输运。

5、 卟啉环以四个配价键与铁原子相连， 形成四配位体螯合的络合物， 一般称为血红 素。 根据血红素辅基的不同结构， 可将细胞色素分为A、 B、 C和D类。 以常见的细胞色素C为例， 其还原型结构为分散的针状结晶， 氧化型是类似花瓣状结晶。 在临床上细胞色素C可以用于 各种组织缺氧急救的辅助治疗， 如一氧化碳中毒、 氰化物中毒、 新生儿窒息等引起的呼吸困 难和各种心脏疾患引起的心肌缺氧的治疗。 对组织中细胞的氧化、 还原过程具有迅速的酶 促作用。 0003 目前对于细胞色素等蛋白质的检测方法， 主要有X-射线晶体衍射、 核磁共振、 荧光 探测、 衰减全反射富利叶红外、 圆二色谱、 电子自旋共振、 表

6、面等离子共振、 原子力显微镜、 中子反射、 椭圆光度法等。 利用这些技术， 可以测出蛋白质某些分子水平上的信息， 但是这 些技术存在一定的局限性。 比如X-射线晶体衍射依赖于蛋白质的结晶状态， 结晶过程很可 能导致蛋白质的变性； 核磁共振虽然广泛用于研究蛋白质的研究， 但是它的灵敏度相对较 低， 实验中样品用量很大。 此外上述方法操作复杂， 对操作仪器的人员素质以及仪器本身的 性能要求较高并且测试费用较高。 0004 表面增强拉曼散射 （surface-enhanced Raman scattering, SERS） 光谱是一种表 界面敏感的探测技术。 通过吸附在粗糙金属表面上的分子或等离子体

7、磁硅纳米管等纳米结 构增强拉曼散射， 其增强因子可以高达1010到1011， 这意味着该技术可以检测到单个分子层 次。 SERS具有灵敏度高、 检测时间短及可直接原位分析等优点， 在生物分析领域引起了学者 们的广泛关注。 基于SERS 技术对极低浓度样品的高灵敏检测能力及较好的信号光稳定性， 使其逐渐发展成为研究生物物理的有效手段。 发明内容 0005 为解决上述问题， 本发明提供一种快速、 灵敏检测和分析细胞色素的方法， 该方法 可以很简单及准确的对进行快速检测和分析。 该种方法可以直接进行检测， 并且检测时使 用倾斜排列的银纳米棒阵列基底， 可以使检测的灵敏度更高、 更稳定， 大大减少了外

8、界温 度、 样品本身对检测定性及定量的影响， 使检测更便捷， 操作过程简单。 0006 为实现上述目的， 本发明采用以下技术手段： 本发明提供一种基于表面增强拉曼的细胞色素的检测方法， 包括以下步骤： 1. 一种基于表面增强拉曼的细胞色素的检测方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 说明书 1/3 页 3 CN 111175280 A 3 a. 将待测的细胞色素溶于水中， 配置不同浓度梯度的水溶液并且混合均匀； b. 取2 L步骤a中得的溶液的滴加到银纳米棒阵列基底上， 使所述溶液浓缩， 得到检 测液； c. 将步骤b中得到的检测液进行拉曼散射检测， 设置激光功率为30 mW， 积分时间为10

9、s， 测得检测液的SERS光谱； d. 根据步骤 （c） 中得到的检测液的SERS光谱， 利用洛伦兹线性拟合， 获得结构信息。 0007 进一步的， 步骤b中所用的银纳米棒阵列基底为倾斜排列的银纳米棒阵列基底。 所 述银纳米棒长度为900100 nm， 直径为15040 nm， 两相邻银纳米棒间隔为110 10 nm, 倾斜角为735 。 0008 进一步的， 所述步骤c中： 设置激光波长、 功率、 积分时间， 对基底上被测物进行扫 描， 得到的表面增强拉曼光谱中的特征峰可作为检测的参考峰。 0009 有益效果： 本发明利用表面增强拉曼散射技术 （SERS） 实现了对于细胞色素的检测以及结构分

10、析。 该方法采用直接检测， 操作方法简单， 不易受周围环境的干扰。 并且该发明克服了以往检测 中的样品前处理复杂的缺点， 可以实时检测。 本发明操作简单， 符合快速检查标准。 本发明 基于倾斜排列的银纳米棒阵列基底， 可以使检测的灵敏度更高、 更稳定， 大大减少了外界温 度、 样品本身对检测的影响， 使检测更便捷， 操作过程简单， 可以为临床医学实时监测提供 一种新的方法。 附图说明 0010 图1为实施例1中使用到的表面增强拉曼的基底扫描电子显微镜图片； 图2为实施例1中基于表面增强拉曼的不同浓度细胞色素C的光谱图； 图3为实施例1中细胞色素C二级结构随浓度的变化。 具体实施方式 0011

11、下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步说明。 0012 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述， 显然， 所描述的实施例仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本 发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实 施例， 都属于本发明保护的范围。 0013 实施例1： 本实施例提供一种基于表面增强拉曼的细胞色素的检测方法， 包括以下 步骤： 步骤一， 将待测的细胞色素溶于水中， 配置不同浓度梯度的水溶液并且混合均匀； 步骤二， 取2 L步骤b中得的溶液的滴加到银纳米棒阵列基底上， 使所述溶液浓缩， 得

12、到检测液； 步骤三， 将步骤二中得到的检测液进行SERS检测， 设置激光功率为30 mW， 积分时间为 10 s， 测得检测液的SERS光谱； 步骤四， 根据步骤三中得到的检测液的SERS光谱， 利用洛伦兹线性拟合， 获得结构信 息。 说明书 2/3 页 4 CN 111175280 A 4 0014 图1实施例1中使用到的表面增强拉曼的基底扫描电子显微镜图片， 可以看到本基 底具有良好的均匀性。 0015 图2为基于表面增强拉曼的细胞色素C不同浓度的光谱图， 可见本发明具有良好的 灵敏度， 可用于FMN样品检测。 0016 进一步通过origin分析软件对获得的样品信号进行分析， 获得细胞色

13、素C不同的 二级结构随浓度的变化， 如图3所示。 0017 对于本领域技术人员而言， 显然本发明不限于上述示范性实施例的细节， 而且在 不背离本发明的精神或基本特征的情况下， 能够以其它的具体形式实现本发明。 因此， 无论 从哪一点来看， 均应将实施例看作是示范性的， 而且是非限制性的， 本发明的范围由所附权 利要求而不是上述说明限定， 因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有 变化囊括在本发明内。 不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。 以 上所述， 仅为本发明的较佳实施例， 并不用以限制本发明， 凡是依据本发明的技术实质对以 上实施例所作的任何细微修改、 等同替换和改进， 均应包含在本发明技术方案的保护范围 之内。 说明书 3/3 页 5 CN 111175280 A 5 图1 说明书附图 1/2 页 6 CN 111175280 A 6 图2 图3 说明书附图 2/2 页 7 CN 111175280 A 7