一種基于表面增強共振拉曼光譜的多巴胺檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種多巴胺的分析化學檢測方法，具體是涉及一種基于表面增強共振拉曼光譜(SERRS)的多巴胺檢測方法。
【背景技術】
[0002]自1974年MartinFleischmann及其合作者發現表面增強拉曼散射(SERS)現象，至lj1977年，Jeanmaire and Van Duyne兩位科學家對這一驚人的發現給予理論闡述后，SERS技術發展至今已經有近40年的歷史。SERS技術，因為其提供分子豐富的指紋信息，可以區分同分異構體的結構差異，可以區分相同待測分子在SERS基底上的不同取向，可以對待測分子進行抓捕實現選擇性檢測，故被廣泛的研究和應用，是一種先進的分析檢測方法。研究還發現:當激發光的波長與待測分子的最大吸收波長重合或者接近時，待測分子的拉曼散射強度將進一步增強，這種現象被稱為表面增強共振拉曼散射。
[0003]多巴胺(DA)是人體不可或缺的激素物質，是一種由多巴胺能神經元合成和分泌的重要的腦內神經傳導物質之一，對人體的情緒和行為有調控作用。研究表明，DA的濃度失衡會導致多種神經質疾病發生:如帕金森癥、精神分裂癥和原發性高血壓等，故其在人體體液如血液或者尿液中的濃度水平已經成為內科診斷學中診斷這些疾病的依據之一。傳統DA的分析檢測方法包括:高效液相色譜法(HPLC)、毛細管電泳法(CE)等，這些方法檢測的靈敏度和選擇性都很高，但是其制樣過程復雜，有些甚至需要訓練有素的技術人員對樣品進行復雜的預處理，如分離、提純等專業操作，故不能實現簡單、快速的檢測DA。
[0004]熒光光譜分析和電化學分析法在一定程度上克服了以上缺點，但是，如今人們對低濃度DA的選擇性檢測提出了更高的要求。由于DA在可見光區域不具有發色團，并且不能有效的吸附在金或者銀等貴金屬表面，在實際檢測中，就需要對DA進行化學修飾，如形成有色的配合物，不僅能夠將DA從待測液中選擇性的吸附在貴金屬基底表面，而且形成的配合物能夠與拉曼激發光產生共振，產生強的SERRS信號，提高對DA識別和檢測的靈敏度。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題為提供一種簡便、靈敏的基于表面增強共振拉曼光譜的多巴胺檢測方法。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案予以實現的:
[0007]—種基于表面增強共振拉曼光譜的多巴胺檢測方法，包括以下步驟:
[0008]1)、以檸檬酸鈉作為還原劑還原氯金酸得到的金納米顆粒作為SERRS基底；
[0009]2)、利用三價鐵作為中心體，與金納米顆粒表面殘留的檸檬酸根離子以及待測液中的多巴胺(DA)分子同時配位，形成藍紫色的金溶膠即檸檬酸-鐵-DA配合物，實現對待測液中的DA分子的選擇性抓捕；
[0010]3)、取步驟2)得到的金溶膠，滴加至襯底上，利用拉曼激發光對襯底上的檸檬酸-鐵-DA配合物進行共振激發，得到DA分子的SERRS特征指紋信號，實現對DA分子的高靈敏度SERRS檢測。
[0011]優選地，步驟一中合成金納米顆粒的步驟為:向反應容器中加入90mL的二次水、lmL質量分數為1 %的氯金酸溶液，磁力攪拌，油浴加熱至沸騰后，迅速加入質量分數為1 %的檸檬酸鈉溶液2mL作為還原劑，得到金納米顆粒。
[0012]優選地，步驟二中修飾金納米溶膠的步驟為:取步驟一合成的金納米溶膠2mL，依次加入2mL濃度為10—8M的Fe (N03) 39H20溶液、2mL濃度為10—8M的DA溶液，利用濃度為1M的氫氧化鈉調節溶液的pH值至7.0，反應lOmin。
[0013]優選地，步驟三中SERRS特征指紋信號的獲取步驟為:用移液槍移取lyL步驟二處理的金溶膠，滴加到硅片上，選擇波長為633nm、激光功率為2mW的激發光，積分時間為2秒，檢測信號，得到DA分子的SERRS特征指紋信號，即SERRS譜圖。
[0014]本發明的基于表面增強共振拉曼光譜的多巴胺檢測方法，其科學原理分析:
[0015]一、利用檸檬酸鈉作為還原劑，還原氯金酸溶液得到的金溶膠，具有很好的SERS增強效應。
[0016]二、合成的金溶膠表面仍然有大量殘留的檸檬酸根離子，可以作為配位劑，與加入的三價鐵離子配位，在金溶膠表面形成檸檬酸-鐵配合物;加入含DA的待測液后，其中DA分子可以與檸檬酸-鐵配合物中的鐵繼續配位，形成檸檬酸-鐵-DA配合物，實現對待測液中DA的有效抓捕。
[0017]三、檸檬酸-鐵-DA配合物的紫外吸收譜峰(580nm)與拉曼光譜儀的激發波長(633nm)接近，由于表面等離子共振的作用，使檢測信號極大增強，實現對DA的高靈敏SERRS檢測。
[0018]相對于現有技術，本發明的有益效果表現如下:
[0019]1)、解決了常規的DA檢測方法在簡單、高效、選擇性上存在的問題，本發明利用合成金納米溶膠殘留的還原劑檸檬酸根作為配位劑，再加入對SERS檢測無干擾的三價鐵離子為中心體，形成的檸檬酸-鐵配合物；當對含DA的待測液進行檢測時，中心體三價鐵離子與DA進一步配位，形成檸檬酸-鐵-DA的配合物，將DA從待測液中選擇性的抓捕，從而實現對待測液中的DA的選擇性檢測，同時檸檬酸-鐵-DA的配合物為藍紫色，與拉曼激發光形成共振，產生很強的SERRS信號。
[0020]2)、檢測方法所需要的材料簡單，操作周期短，成本低，并且能夠達到很低的檢測下限。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明的基于表面增強共振拉曼光譜的多巴胺檢測方法的示意圖。
[0022]由于DA分子在可見光范圍內無發色基團，故在金納米基底的作用下，并沒有SERS效應產生，但是通過三價鐵中心體將其修飾在金納米顆粒表面，并且形成有色的配合物后，產生了強的SERRS信號，其中R1為配合物檸檬酸-鐵的結構式，R2為配合物檸檬酸-鐵-DA的結構式。
[0023]圖2為幾種物質的紫外-可見光譜圖，A為檸檬酸(C)和多巴胺(DA)，B為三價鐵(Fe)_檸檬酸(C)，C為三價鐵(Fe)_多巴胺(DA)，D為檸檬酸(C)-三價鐵(Fe)_多巴胺(DA)。
[0024]通過紫外-可見光譜圖顯示，檸檬酸鈉和DA分子在可見光區域沒有吸收峰，檸檬酸與鐵形成的配合物也沒有吸收峰，只有加入DA分子后，與鐵配位才能形成有色的配合物，而且鐵-DA配合物與檸檬酸-鐵-DA配合物的最大吸收峰波長相差很大，故不會產生干擾。
[0025]圖3為檢測檸檬酸-鐵-DA配合物的SERRS信號的示意圖與實際檢測得到的譜圖。可以看出DA分子檢測方法的SERS信號積分強度更強，增強效果明顯。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖對本發明的優選方式作進一步詳細的描述。
[0027]實施例1
[0028]步驟一、合成金納米溶膠:
[0029]利用檸檬酸鈉還原法，向500mL三口燒瓶中加入90mL的二次水、lmL質量分數為1%的氯金酸溶液，磁力攪拌，油浴加熱至沸騰后，迅速加入質量分數為1 %的檸檬酸鈉溶液2mL作為還原劑，得到的金納米顆粒直徑大約為40nm。
[0030]步驟二、修飾金納米溶膠:
[0031]取上述合成的金納米溶膠2mL，依次加入2mL濃度為10—8M的Fe(N03)39H20溶液、2mL濃度為10—8M的DA溶液，利用濃度為1M的氫氧化鈉調節溶液的pH值至7.0，反應lOmin后，檢測其紫外-可見吸收光譜，得到的檸檬酸-鐵-DA配合物的最大吸收波長為585nm(圖2D曲線所示)，顏色呈深灰色(如圖2D插圖所示)。
[0032]步驟三、SERRS特征指紋信號
[0033]用移液槍移取lyL上述步驟二處理的金溶膠，滴加到硅片上，選擇波長為633nm、激光功率為2mW的激發光，積分時間為2秒，檢測信號，得到DA分子的SERRS特征指紋信號，即SERRS譜圖。
[0034]對比實驗
[0035]①、分別檢測1%的梓檬酸鈉溶液和10—8M的DA溶液的紫外_可見吸收光譜，結果為可見光區域均無吸收峰(如圖2A曲線所示)。②、取上述合成的金納米溶膠2mL，加入2mL(或者lmL)濃度為10—8M的Fe(N03)3.9H20溶液，利用濃度為1M的氫氧化鈉調節溶液的pH值至7.0，反應10分鐘后顏色呈桔黃色，分別檢測其紫外-可見吸收光譜，結果為可見光區域均無吸收峰(如圖2B曲線及插圖所示)。③、將2mL濃度為10—8M的Fe(N03)3.9H20溶液與4mL濃度為10—8M的DA溶液直接混合，得到呈彩藍色的鐵-DA配合物，檢測其紫外-可見吸收峰，得到其最吸收波長為500nm(如圖2C曲線及插圖所示)。
[0036]上述各實施例只是為了說明本發明的技術構思及特點，其目的是在于讓本領域內的普通技術人員能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍。凡是根據本
【發明內容】
的實質所作出的等效的變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種基于表面增強共振拉曼光譜的多巴胺檢測方法，包括以下步驟: 1)、以檸檬酸鈉作為還原劑還原氯金酸得到的金納米顆粒作為SERRS基底； 2)、利用三價鐵作為中心體，與金納米顆粒表面殘留的檸檬酸根離子以及待測液中的多巴胺(DA)分子同時配位，形成藍紫色的金溶膠即檸檬酸-鐵-DA配合物，實現對待測液中的DA分子的選擇性抓捕； 3)、取步驟2)得到的金溶膠，滴加至襯底上，利用拉曼激發光對襯底上的檸檬酸-鐵-DA配合物進行共振激發，得到DA分子的SERRS特征指紋信號，實現對DA分子的高靈敏度SERRS檢測。2.如權利要求1所示的基于表面增強共振拉曼光譜的多巴胺檢測方法，其特征在于，步驟一中合成金納米顆粒的步驟為:向反應容器中加入90mL的二次水、lmL質量分數為1%的氯金酸溶液，攪拌，加熱至沸騰，迅速加入質量分數為1 %的檸檬酸鈉溶液2mL作為還原劑，得到金納米顆粒。3.如權利要求2所示的基于表面增強共振拉曼光譜的多巴胺檢測方法，其特征在于，步驟二中修飾金納米溶膠的步驟為:取步驟一合成的金納米溶膠2mL，依次加入2mL濃度為10—8M的Fe (NO3) 39Η20溶液、2mL濃度為10—8M的DA溶液，利用濃度為1M的氫氧化鈉調節溶液的pH值至7.0，反應lOmin。4.如權利要求2所示的基于表面增強共振拉曼光譜的多巴胺檢測方法，其特征在于，步驟三中SERRS特征指紋信號的獲取步驟為:用移液槍移取lyL步驟二處理的金溶膠，滴加到硅片上，選擇波長為633nm、激光功率為2mW的激發光，積分時間為2秒，檢測信號，得到DA分子的SERRS特征指紋信號，即SERRS譜圖。
【專利摘要】本發明涉及一種多巴胺的分析化學檢測方法，具體是涉及一種基于表面增強共振拉曼光譜的多巴胺檢測方法。以檸檬酸鈉作為還原劑還原氯金酸得到的金納米顆粒作為SERRS基底；利用三價鐵作為中心體，與金納米顆粒表面殘留的檸檬酸根離子以及待測液中的多巴胺分子同時配位，形成檸檬酸-鐵-DA配合物，實現對待測液中的DA分子的選擇性抓捕；檸檬酸-鐵-DA的配合物與拉曼激發光形成共振，產生很強的SERRS信號，從而得到DA分子的SERRS特征指紋信號，實現對DA分子的高靈敏度SERRS檢測。該檢測方法所需要的材料簡單，操作周期短，成本低，并且能夠達到很低的檢測下限。
【IPC分類】G01N21/65
【公開號】CN105445252
【申請號】CN201510762628
【發明人】吳義平, 李盼, 楊良保
【申請人】合肥學院
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年11月6日