专利摘要

本发明公开了一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器的制备及应用。基于对巯基苯硼酸对二醇和巯基丙酸对胺基的特异性识别，通过使用表面增强拉曼散射（SERS）光谱的方法，用于多巴胺的超灵敏检测。通过将巯基丙酸固定在银膜表面上以捕获多巴胺，然后引入巯基苯硼酸（MPBA）官能化的银立方纳米颗粒以产生大量的SERS热点来实现的。直接使用识别探针MPBA作为拉曼增强的信号分子，用此方法检测多巴胺，检测限为10‑13mol/L。本发明提供的一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器不仅提高了在复杂生物样品中对多巴胺的特异性识别，而且有效地减少了背景信号。

权利要求

1.一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过银镜反应在玻璃片表面镀上一层具有拉曼增强效果的镀银膜玻璃片；

巯基丙酸修饰镀银膜玻璃片的制备；

立方纳米银胶体的制备；

配制巯基苯硼酸溶液：将巯基苯硼酸溶解在0.2mol/L氢氧化钠溶液中，所述巯基苯硼酸溶液的浓度为1mmol/L；

巯基苯硼酸溶液修饰立方纳米银胶体：将5μL步骤（4）配制的巯基苯硼酸溶液加入1mL步骤（3）中制备好的立方纳米银胶体中，超声分散均匀；

取100μL的多巴胺溶液加到步骤（2）所制备的巯基丙酸修饰的镀银膜玻璃片上，室温下孵化30-45min，用蒸馏水清洗5min，晾干后再滴加100μL步骤（5）所制备的巯基苯硼酸修饰的立方纳米银，接着在室温下孵化30-40min后，用蒸馏水清洗5min，即得多巴胺表面增强拉曼传感器。

2.根据权利要求1所述的一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器的制备方法，其特征在于，步骤（1）的具体方法为：

S1：玻璃片的清洗：将1cmx1cm的玻璃片先后放入乙醇、丙酮、去离子水分别超声清洗10min；

S2：银氨溶液的配置：往50mL的质量分数为2%的硝酸银溶液中滴加0.5mL-1mL的浓氨水，一边滴加一边震荡；

S3：玻璃片镀银膜：把步骤S1清洗好的玻璃片平铺在培养皿中，倒入20mL步骤S2配制好的银氨溶液，轻轻晃荡培养皿，然后加入1mL-1.5mL的质量分数为6%的葡萄糖溶液，水浴加热15min，取出即得镀银膜玻璃片。

3.根据权利要求1所述的一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器的制备方法，其特征在于，步骤（2）的具体方法为：将100μL浓度为5mmol/L巯基丙酸滴在步骤（1）中制备的的镀银膜玻璃片上，在室温下孵化，然后用蒸馏水清洗5min。

4.根据权利要求1所述的一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器的制备方法，其特征在于，步骤（3）的具体方法为：往10mL浓度为0.1mol/L的硝酸银溶液中滴加质量分数为2%的稀氨水，配置成银氨溶液然后定容至100mL的容量瓶中，在烧杯中依次加入5mL的上述定容稀释后的银氨溶液、5mL浓度为50mmol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液和10mL浓度为1.5mmol/L的葡萄糖溶液，磁力搅拌5-10min后倒入反应釜中，放入烘箱中120℃反应7-9h，冷却离心洗涤，即为所需要的银胶。

5.根据权利要求2所述的一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤S3水浴加热的温度为70℃-80℃。

6.根据权利要求3所述的一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器的制备方法，其特征在于：步骤（2）中室温下孵化的时间为1h-1.5h。

7.根据权利要求4所述的一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器的制备方法，其特征在于：步骤（3）中立方纳米银的粒径为50-70nm。

8.根据权利要求1所述的一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器的制备方法，其特征在于：步骤（5）的超声反应时间为45-60min。

9.一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器在血液、尿液和脑脊液中多巴胺的检测上的应用。

说明书

技术领域

本发明涉及表面增强拉曼分析检测技术领域，具体地，涉及一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器的制备方法以及人体尿液、血液、脑脊液中多巴胺的应用。

背景技术

多巴胺(DA)是一种儿茶酚胺神经递质，在中枢神经，血管和激素系统中发挥重要作用。它广泛分布于脑组织和体液中。体内DA浓度的异常变化与严重的神经，肾，心脏疾病如精神分裂症、亨廷顿氏病、阿尔茨海默氏病和帕金森病有关。对生物样品中多巴胺的准确并且灵敏的检测非常有利于了解多巴胺的生物学功能以及多巴胺相关临床疾病的诊断和治疗监测。

电化学、荧光、比色法和色谱法等技术手段已经用于多巴胺的检测。然而，这些方法在实际应用中受到限制，抗坏血酸(AA)、尿酸(UA)和中枢神经系统中的其他类似物的共存使得电化学分析具有挑战性，因为这些物质的氧化电位接近固体电极上多巴胺的氧化电位，导致重叠响应。后者，色谱和荧光分析，受到繁琐的样品处理，复杂的探针合成或昂贵仪器的要求的限制。中国专利号(CN 105572200 B)公开了一种在抗坏血酸存在的条件下检测多巴胺的修饰玻碳电极、制备方法及应用，该方法对多巴胺的检测限70.3nmol/L，这并不能满足实际生物样品尿液、血液、脑脊液中多巴胺的检测。中国专利号(CN 104020195B)公开了双识别多巴胺印迹电化学传感器及其制备方法和应用，该方法设计的电化学传感器对于多巴胺的检测具有优异的特异性识别能力和抗干扰能力，但是印记分子的制备过程复杂，需要样品量多。

表面增强拉曼散射(SERS)技术因其高灵敏度，高选择性，非破坏性，操作简单，所需样品量少等优点而被广泛应用。尤其是水的拉曼散射很低，因此特别适用于水溶液环境中的检测，而多巴胺这类物质恰巧是存在于生物体液中，因此用SERS检测具有极大的优势。在SERS检测中，为获得较好的信号强度，首先要保证基底具有优良性能，即基底要具有较多“热点”。多巴胺散射截面小，拉曼活性低，直接检测SERS信号差,因此开发一种简单快速的方法来检测复杂生物样品中的多巴胺是必不可少的。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器的制备和应用，该传感器应具有高的灵敏度、选择性，具有较高的特异性识别能力和优异的抗干扰能力，该传感器可以应用于人体尿液、血液、脑脊液中多巴胺的检测。该传感器制备方法简单其在多巴胺的检测中具有广泛的应用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器的制备方法，包括以下步骤：

(1)通过银镜反应在玻璃片表面镀上一层具有拉曼增强效果的镀银膜玻璃片；

(2)巯基丙酸修饰镀银膜玻璃片的制备；

(3)立方纳米银胶体的制备；

(4)配制巯基苯硼酸溶液：将巯基苯硼酸溶解在0.2mol/L氢氧化钠溶液中，所述巯基苯硼酸溶液的浓度为1mmol/L；

(5)巯基苯硼酸溶液修饰立方纳米银胶体：将5μL步骤(4)配制的巯基苯硼酸溶液加入1mL步骤(3)中制备好的立方纳米银胶体中，超声分散均匀；

(6)取100μL的多巴胺溶液加到步骤(2)所制备的巯基丙酸修饰的镀银膜玻璃片上，室温下孵化30-45min，用蒸馏水清洗5min，晾干后再滴加100μL步骤(5)所制备的巯基苯硼酸修饰的立方纳米银，接着在室温下孵化30-40min后，用蒸馏水清洗5min，即得多巴胺表面增强拉曼传感器。

进一步的，步骤(1)的具体方法为：

S1：玻璃片的清洗：将1cmx1cm的玻璃片先后放入乙醇、丙酮、去离子水分别超声清洗10min；

S2：银氨溶液的配置：往50mL的质量分数为2％的硝酸银溶液中滴加0.5mL-1mL的浓氨水，一边滴加一边震荡；

S3：玻璃片镀银膜：把步骤S1清洗好的玻璃片平铺在培养皿中，倒入20mL步骤S2配制好的银氨溶液，轻轻晃荡培养皿，然后加入1mL-1.5mL的质量分数为6％的葡萄糖溶液，水浴加热15min，取出即得镀银膜玻璃片。

进一步的，步骤(2)的具体方法为：将100μL浓度为5mmol/L巯基丙酸滴在步骤(1)中制备的的镀银膜玻璃片上，在室温下孵化，然后用蒸馏水清洗5min。

进一步的，步骤(3)的具体方法为：往10mL浓度为0.1mol/L的硝酸银溶液中滴加质量分数为2％的稀氨水，配置成银氨溶液然后定容至100mL的容量瓶中，在烧杯中依次加入5mL的上述定容稀释后的银氨溶液、5mL浓度为50mmol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液和10mL浓度为1.5mmol/L的葡萄糖溶液，磁力搅拌5-10min后倒入反应釜中，放入烘箱中120℃反应7-9h，冷却离心洗涤，即为所需要的银胶。

进一步的，所述步骤S3水浴加热的温度为70℃-80℃。

进一步的，步骤(2)中室温下孵化的时间为1h-1.5h。

进一步的，步骤(3)中立方纳米银的粒径为50-70nm。

进一步的，步骤(5)的超声反应时间为45-60min。

本发明还包括一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器在血液、尿液和脑脊液中多巴胺的检测上的应用。

与现有方法相比，本发明具有的有益效果在于：

1.使用双分子识别组装多巴胺表面增强拉曼传感器。这种生物传感器具有几个优点。首先，既不涉及复杂的纳米结构也不涉及昂贵的生物识别元件(例如，抗体和核酸探针)。其次，该方法对多巴胺具有非常高的灵敏度和选择性，使其能够直接检测复杂血液、尿液和脑脊液样品中的多巴胺，有利于避免测定期间的潜在干扰。鉴于这些优势的组合，我们期望这里提出的双分子识别多巴胺的测定将在未来多巴胺神经元系统和多巴胺相关临床疾病诊断的研究中应用。

2.本发明的增强基底在于银膜与立方纳米银胶体的结合，立方纳米银胶体的尖端结构会和银膜之间产生热点，这大大提高了多巴胺的检测极限。

3.本发明所得的双分子识别组装多巴胺表面增强拉曼传感器可用于在尿酸、酪氨酸和葡萄糖存在下对多巴胺特异性识别，无需对样品进行处理、所需样品量少、灵敏度高、制备方法简单、易操作。

附图说明

图1是是实施例2的低浓度(10-4mol/L，10-5mol/L，10-6mol/L，10-7mol/L，10-8mol/L，10-9mol/L)多巴胺的表面增强拉曼光谱图；

图2是实施例2的特征峰强度1073cm-1与多巴胺浓度的线性关系示意图；

图3是是实施例2的高同浓度(10-10mol/L，10-11mol/L，10-12mol/L，10-13mol/L)多巴胺的表面增强拉曼光谱图；

图4是实施例2的特征峰强度1073cm-1与多巴胺浓度的线性关系示意图；

图5是实施例3多巴胺选择性测试图；

图6是应用实施例1的不同浓度(5*10-7mol/L，10-7mol/L，10-8mol/L，10-9mol/L，10-10mol/L)尿液中的多巴胺的表面增强拉曼光谱；

图7是应用实施例1的尿液中的多巴胺特征峰强度1073cm-1与尿液中多巴胺浓度的线性关系示意图；

图8是应用实施例2的不同浓度(10-8mol/L，10-9mol/L，10-10mol/L，10-11mol/L，10-12mol/L)血清中的多巴胺的表面增强拉曼光谱；

图9是应用实施例2的血清中的多巴胺特征峰强度1073cm-1与血清中多巴胺浓度的线性关系示意图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进进一步说明，实施例只用于解释本发明，并不会对本发明构成任何限定。

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。

实施例1

一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器的制备

(1)通过银镜反应制备具有拉曼增强效果的镀银膜玻璃片

将1cmx1cm的玻璃片放入乙醇、丙酮、去离子水分别超声清洗10min。银氨溶液的配置：往50mL的2％(质量分数)硝酸银溶液中滴加0.5-1mL的浓氨水，一边滴加一边震荡。把玻璃片平铺在培养皿中，倒入20mL的银氨溶液，轻轻晃荡，然后加入1-1.5mL的6％(质量分数)的葡萄糖溶液，水浴加热15min，水浴温度70℃-80℃；

(2)巯基丙酸修饰镀银膜玻璃片的制备

将100μL巯基丙酸(MPA)5mmol/L滴在步骤(1)中制备的1cmx1cm的镀银膜玻璃片上，在室温下孵化1-1.5h,然后用蒸馏水清洗5min；

(3)立方纳米银胶体的制备

10mL硝酸银溶液(AgNO3)0.1mol/L滴加2％(质量分数)稀氨水，配置成银氨溶液然后定容至100mL的容量瓶中。在烧杯中依次加入5mL的上述定容后的银氨溶液，5mL的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)50mmol/L和10mL葡萄糖溶液(1.5mmol/L)磁力搅拌5-10min后倒入25mL的反应釜中，放入烘箱中120℃反应7-9h,冷却离心洗涤2遍,即为所需要的银胶，立方纳米银的粒径为50-70nm；

(4)巯基苯硼酸修饰立方纳米银SERS探针的制备

将5μL的巯基苯硼酸(MPBA)1mmol/L(溶解在0.2mol/L氢氧化钠溶液中)加入1mL步骤(3)中制备好的立方纳米银胶体中，超声分散45-60min；

(5)取100μL的多巴胺溶液加到步骤(2)所制备的巯基丙酸修饰的镀银膜玻璃片上，室温下孵化30-45min，用蒸馏水清洗5min，晾干后再滴加100μL步骤(4)所制备的巯基苯硼酸修饰的立方纳米银，接着在室温下孵化30-40min后，用蒸馏水清洗5min，即得多巴胺表面增强拉曼传感器。

实施例2

多巴胺定量检测

将实施例1中制备好的双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器定量检测多巴胺，多巴胺的浓度如下：10-4mol/L，10-5mol/L，10-6mol/L，10-7mol/L，10-8mol/L，10-9mol/L，10-10mol/L，10-11mol/L，10-12mol/L，10-13mol/L；加到实施例1步骤(2)制备的巯基丙酸修饰的银膜上，室温下孵化45min，用蒸馏水清洗5min,晾干后再滴加100μL实施例1步骤(4)中用巯基苯硼酸修饰的立方纳米银在室温下孵化40min后，用蒸馏水清洗5min后，利用拉曼光谱测试；采用激发波长为785nm，激发功率为2.5mw的拉曼光谱仪记录光谱，取5条光谱的平均值做图，如图1所示，10-4mol/L，10-5mol/L，10-6mol/L，10-7mol/L，10-8mol/L，10-9mol/L的拉曼光谱图，图2是对应的线性图，选取1073cm-1峰位的强度，1073cm-1是C-S拉伸引发C-C在平面弯曲，R2＝0.998,线性关系良好，公式为y＝29748.6+2294.1x。图3是10-10mol/L，10-11mol/L，10-12mol/L，10-13mol/L的拉曼光谱图，图4是对应的线性图，R2＝0.903，公式为y＝187.3x+10329.4。我们发现低浓度和高浓度的多巴胺成2条线性关系。

实施例3

对多巴胺的选择性检测

将实施例1中制备好的双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器用于多巴胺的特异性检测，将实施例2中10-4mol/L的多巴胺换成10-4mol/L尿酸、酪氨酸和葡萄糖。检测5条光谱取平均值，选取1073cm-1峰位的强度进行比较，如图5所示，可以看出，只有在多巴胺的存在时才会获得强烈的响应。然而，在大量过量的外来物质的前提下，没有存在明显的信号，这表明在分析中使用的其他干扰物和识别分子(巯基丙酸和巯基苯硼酸)之间没有显著的相互作用。选择性主要归功于的独特分子结构和一种酚羟基和胺基，分别与硼酸盐和巯基丙酸进行反应，说明本发明制备的检测多巴胺的传感器选择性良好

应用实施例1

尿液中多巴胺的检测

取健康青年的尿液样本，用不同浓度的多巴胺溶液稀释为5x10-7mol/L，10-7mol/L，10-8mol/L，10-9mol/L，10-10mol/L。采用实施例1制备的双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器在尿液中多巴胺检测应用的实验,如图6所示，尿液中的检测极限达到10-10mol/L，正常青年尿液中的多巴胺424～2612nmol/d.对于人体尿液多巴胺少于正常含量的患者，用此方法便可以检测。图7是对应的线性关系，y＝-2059x+20317,R2＝0.958说明实施例1制备的双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器可以用于人体尿液中多巴胺的测定。

应用实施例2

血清中多巴胺的检测

取健康青年的血清样本，用不同浓度的多巴胺溶液稀释为10-8mol/L，10-9mol/L，10-10mol/L，10-11mol/L，10-12mol/L。采用实施例1制备的双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器在血清中多巴胺检测应用的实验,如图8所示，血清中的检测极限达到10-12mol/L，正常人血清中多巴胺含量约为1nmol/L。图9是对应的线性关系，y＝-1488x+21231,R2＝0.98，说明实施例1制备的双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器可以用于人体血清中多巴胺的测定。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器的制备及应用专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。