本发明专利技术公开了一种荧光‑SERS双模式超分辨成像探针及其制备方法和使用方法，包括如下特点：第一、探针为二氧化硅包裹金属的蛋黄‑蛋壳结构的复合纳米粒子；第二、在探针空腔中加入带荧光信号的拉曼分子实现荧光‑SERS信号的开关；第三、在二氧化硅壳表面标记上特异性靶向配体用于特定细胞器的超分辨光学成像。本发明专利技术可以实现荧光‑SERS双模式的超分辨光学成像。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种荧光-SERS双模式超分辨成像探针及其制备方法和使用方法，属 于超分辨成像技术。
技术介绍
长期以来，远场光学显微镜凭借其非接触、无损伤、可探测样品内部等优点，一直 是生命科学中最常用的观测工具。但是由于衍射极限的存在，传统光学显微镜的分辨率分 别仅为230nm和550nm〇 为了揭示细胞内分子尺度的动态和结构特征，提高光学显微镜分辨率成为了生命 科学发展的迫切需求，在远场光学显微镜的基础上，科学家们已经专利技术了许多提高成像分 辨率甚至超越分辨率极限的成像技术，例如，受激辐射损耗显微技术(STED)，结构光照明显 微技术(SIM和SSIM)，荧光辐射差分显微技术(FED)，以及基于单分子荧光定位的显微技术 (PALM和STORM)。 PALM显微技术是Eric Betzig于2006年提出的，使用的是光激活荧光蛋白，每次只 使样品中随机的少量荧光分子发光，通过拟合，找出每个荧光分子中心点的位置。重复拍摄 多张图片之后，就可以把所有荧光分子的中心位置叠加起来形成完整的图像，其分辨率约 为20nm。 表面增强拉曼散射光谱（surface enhanced Raman scattering，SERS)技术作为 一种新兴的生物标记手段，是当前国际上备受瞩目的研究热点。SERS-方面继承了拉曼光 谱的诸多优点，如光信号不易漂白、对生物组织损伤小、光谱信息丰富等;另一方面，它弥补 了传统拉曼散射信号强度弱、不利于检测的缺点。SERS光谱的"指纹"特性使人们能在复杂 的生物环境中跟踪、检测目标分子。此外，SERS效应巨大的增强作用使基于SERS的光谱检测 具有超高的灵敏度，甚至可实现单分子水平的分析研究。SERS效应产生在纳米尺度粗糙的 金属表面，纳米技术的飞速发展为构筑多功能化的SERS纳米探针提供了丰富的技术途径。 这些基于SERS光谱技术的纳米探针在生物成像、核酸或蛋白检测、肿瘤识别、药物输运等诸 多生物医学领域展现出了优异的应用前景。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种荧光-SERS双模式超 分辨成像探针及其制备方法和使用方法，实现荧光-SERS双模式超分辨光学成像，可以用于 基于单分子定位法的超分辨光学成像(如PALM、STORM成像）。 技术方案:为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为： -种荧光-SERS双模式超分辨成像探针，该探针为蛋黄-蛋壳结构，包括内核和外 壳层，内核和外壳层之间形成空腔，同时具有焚光信号和SERS信号的拉曼分子在空腔内自 由运动;所述内核为金属纳米粒子，所述外壳层为二氧化娃壳，在二氧化娃壳的外表面修饰 醛基，该探针通过醛基偶联异性靶向配体。本专利技术在探针中加入拉曼分子，能够同时实现荧 光和SERS双模式超分辨光学成像。 优选的，所述拉曼分子不带电性并且不带能够连接到金属和二氧化硅上的官能 团，确保拉曼分子能够在空腔内自由运动。 优选的，所述内核为金核银壳纳米粒子。 本专利技术的荧光-SERS双模式超分辨成像探针的制备方法，包括如下步骤： (1)采用柠檬酸钠还原方法制备金纳米粒子； (2)采用柠檬酸钠还原硝酸银方法在金纳米粒子表面制备银壳，形成金核银壳纳 米粒子； (3)采用改进的StOber ^法（参见Langmuir 2003,19,6693-6700，A General Method To Coat Colloidal Particles with Silica)在金核银壳纳米粒子表面制备二氧 化娃； (4)采用由内而外选择性刻蚀二氧化硅的方法制备二氧化硅壳，即只刻蚀靠近金 核银壳纳米粒子的二氧化娃、保留一定厚度的最外层二氧化娃形成二氧化娃壳； (5)拉曼分子通过自由扩散的方法进入空腔。 本专利技术的荧光-SERS双模式超分辨成像探针的使用方法，该探针对特异性识别配 体标记过程包括如下步骤： 步骤一:在二氧化硅壳的外表面修饰氨基;可以通过利用带氨基的硅烷偶联剂共 价修饰或利用带氨基的聚合物通过静电吸附修饰的方式在二氧化硅壳的外表面修饰氨基； 步骤二:戊二醛的两端各有一个醛基，戊二醛一端的醛基与二氧化硅壳上的氨基 反应，将探针连接在戊二醛上； 步骤三:戊二醛另一端的醛基与特异性识别配体上的氨基反应，将特异性识别配 体连接在戊二醛上，从而以戊二醛作为偶联分子将特异性识别配体偶联至探针上。 本专利技术的探针可以产生荧光信号和SERS信号的闪烁开关，这两种光学信号的闪烁 开关通过拉曼分子在空腔内部的自由运动实现：当拉曼分子运动至靠近内核时，SERS信号 打开、焚光信号淬灭；当拉曼分子运动至靠近外壳层时，SERS信号淬灭、焚光信号打开。 有益效果:本专利技术提供的一种荧光-SERS双模式超分辨成像探针及其制备方法和 使用方法，能够实现荧光-SERS双模式的超分辨光学成像，可以用于基于单分子定位法的超 分辨光学成像(如PALM、STORM成像）。【附图说明】 图1是本专利技术提出的荧光-SERS双模式超分辨成像探针的结构示意图，包括：1、内 核，2、外壳层、3、空腔，4、拉曼分子，5、抗体； 图2是本专利技术提出的荧光-SERS双模式超分辨成像探针的制备过程图；图3是实施例中探针的消光光谱；图4是实施例中探针的荧光光谱；图5是实施例中探针的SERS光谱。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。 本实施例中涉及的roS缓冲液(Phosphate Buffer Saline，磷酸缓冲盐溶液)浓度 为10mM(单位是毫摩尔每升，也可写为mmol/L)，p当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种荧光‑SERS双模式超分辨成像探针，其特征在于：该探针为蛋黄‑蛋壳结构，包括内核和外壳层，内核和外壳层之间形成空腔，同时具有荧光信号和SERS信号的拉曼分子在空腔内自由运动；所述内核为金属纳米粒子，所述外壳层为二氧化硅壳，在二氧化硅壳的外表面修饰醛基，该探针通过醛基偶联异性靶向配体。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：宗慎飞，陆驹，陈晨，王著元，崔一平，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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