基于表面增强拉曼光谱探测痕量生物分子电离辐射分解反应的方法

摘要

本发明公开了基于表面增强拉曼光谱探测痕量生物分子电离辐射分解反应的方法，包括有三种适合于生物分子辐射实验的表面增强拉曼光谱（SERS）基底及其相应的测试方法：利用银纳米片组成的微米半球做SERS基底，定量测量固态生物样品（例如：蛋白质）在离子辐射直接作用下的辐射损伤；利用金包裹二氧化硅亚微米球做SERS基底，再连接上DNA，定量测量固态生物样品DNA分子在离子辐射直接作用下的辐射损伤；利用银胶体颗粒，把它和从辐射反应溶液中取样混合，利用SERS效应测量辐射分解反应产物，研究辐射间接作用下生物分子的辐射损伤。本发明可以方便地对载能离子引起微量生物分子的辐解反应进行在线、25、无损和痕量检测。

主权项

基于表面增强拉曼光谱探测痕量生物分子电离辐射分解反应的方法，其特征在于，利用金包裹二氧化硅亚微米球做SERS基底，再连接上DNA，定量测量固态生物样品DNA分子在离子辐射直接作用下的辐射损伤，所述方法包括如下步骤：①制备金包裹二氧化硅亚微米球，操作过程如下：在50mL纯酒精中加入3mL浓度为30%的氨水溶液搅拌，加入1.5 mL的TEOS（Tetraethylorthosilicate），缓慢搅拌过夜得到乳白色液体，调节参加反应的酒精和氨水摩尔比例，即可得到粒径在100‑500纳米的二氧化硅小球；然后用硅烷偶联剂将金纳米颗粒种子固定在APTES修饰的二氧化硅小球的表面；之后再在金纳米颗粒种子包裹的二氧化硅小球表面继续生长一层金的壳层，通过控制参加反应物质的量和核壳半径比率以及金壳层的完整度调节金包裹二氧化硅小球的可见‑紫外吸收峰位置；②利用金包裹二氧化硅亚微米球做SERS基底，再用一定的方法连接上DNA；操作过程如下：取一定量的巯基修饰的单链或双链DNA粉末溶解于去离子水中，加入二硫苏糖醇（DTT）活化后，取若干微升样品滴加在基底上，将基底置于湿润环境中过夜即可；③把连接上DNA的金包裹二氧化硅亚微米球铺在石英片上测量在不同辐射剂量的SERS光谱；操作过程如下：取合适大小的石英片，用去离子水、酒精、piranha solution循环清洗，氮气吹干备用；通过偶联剂将金包裹二氧化硅小球固定在石英片上；在显微镜下可以清楚看见和区分那些分散开的金包裹二氧化硅亚微米球，选定某一个微球，用785 nm波长的激光聚焦其上，识别并反复测量亚微米球上面的DNA分子在不同辐照剂量下的拉曼光谱，通过改变连接时间可以调节金包裹二氧化硅小球在石英片上的疏密程度。