基于SERS的碳量子点荧光编码粒子的制备及在生物检测中的应用

基于SERS的碳量子点荧光编码粒子的制备及在生物检测中的应

用

碳量子点是一类新型的荧光碳质材料,由于具有荧光发射强、低毒性、荧光稳定等优点,在荧光成像、无机离子检测和光捕获材料等领域有很好的应用潜力。另一方面,光学编码荧光纳米粒子引起了人们极大的兴趣,在分子生物学、细胞生物学、细胞成像、医学诊断、高通量药物筛选以及组合化学合成等领域具有广泛的应用前景。本文以金属纳米粒子作为SERS增强基底,以Si02球为载体,通过聚电解质将碳量子点和量子点分层吸附制备了基于SERS和荧光两种光学信号的编码纳米粒子,并对其光学特性进行了研究。在此基础上,以DNA检测为模型,研究了将其在生物分析中的应用可能性。

实验中首先用一种快速、简单、低耗的热解法制备出蓝色荧光的碳量子点,并对其结构和荧光特性进行了表征。此外分析了金属纳米粒子对其荧光的影响；另一方面,制备了SERS报告基团修饰的金银纳米棒,并对其SERS特性进行了表征。然后,为了保持其SERS信号的稳定性及后续的荧光功能化修饰,我们将上述纳米粒子作为SERS信号源包裹在了二氧化硅(Si02)球内。在此基础上,通过烷基键和偶联剂在Si02纳米粒子表面分层修饰了碳量子点和CdSe/ZnS量子点,获得了SERS和荧光双模式结合的光学编码粒子。

通过该双模式光学信号的复用,可用于编码的光谱带宽获得了有效的扩展,显著提高了可编码数量。最后,为了初步探究该双模式光学编码纳米粒子在生物分子检测中的应用,我们在上述编码粒子的表面修饰了cDNA,利用碱基互补作用进行了目标DNA的检测。实验结果表明这种纳米粒子可用于DNA检测。