一种AgNPs/PSB复合SERS基底及制备方法、乳腺癌的分类模型及建立方法技术

本发明专利技术为一种AgNPs/PSB复合SERS基底及制备方法、乳腺癌的分类模型及建立方法。一种AgNPs/PSB复合SERS基底的制备方法，包括以下步骤：(1)采用p型掺硼单晶硅片，进行阳极电化学腐蚀，制备布拉格反射镜作为衬底；(2)采用浸镀法在所述的衬底上进行原位合成AgNPs后，进行热处理，得所述的AgNPs/PSB复合SERS基底。本发明专利技术所述的一种AgNPs/PSB复合SERS基底及制备方法、乳腺癌的分类模型及建立方法，在用于快速筛查乳腺癌具有潜力。速筛查乳腺癌具有潜力。速筛查乳腺癌具有潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种AgNPs/PSB复合SERS基底及制备方法、乳腺癌的分类模型及建立方法


[0001]本专利技术具体涉及一种AgNPs/PSB复合SERS基底及制备方法、乳腺癌的分类模型及建立方法。

技术介绍

[0002]乳腺癌是发生在女性乳腺上最常见的恶性肿瘤之一，在2020年发病率约为230万，占世界癌症病例总数的11.7％。美国癌症协会在2022年估计，美国女性将诊断出约287,850例乳腺癌新病例，死亡率约为15％，严重损害了妇女的健康，影响了她们的生活质量。
[0003]在过去医疗行业发展的几十年里，影像技术的发展提高了乳腺癌的诊断水平。常用的乳腺癌医疗诊断方法有X射线、超声、磁共振成像(MRI)、电子计算机断层扫描(CT)、正电子发射断层扫描(PET)等。尽管乳腺癌的诊断和治疗取得极大进步，但常规诊断方法仍存在一些缺陷，如价格昂贵、侵袭性强、过于依赖医生的经验。在诊断过程中不仅耗时，而且还受仪器、方法等客观因素的影响，存在灵敏度较低的问题，亟需寻找一种操作简单、成本低廉并且准确无创的诊断方法。
[0004]有鉴于此，本专利技术提出一种AgNPs/PSB复合SERS基底及制备方法、乳腺癌的分类模型及建立方法，为无损、便捷的癌症筛查建立基础。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种AgNPs/PSB复合SERS基底的制备方法，该制备方法可以提高基底的灵敏度。
[0006]为了实现上述目的，所采用的技术方案为：
[0007]一种AgNPs/PSB复合SERS基底的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)采用p型掺硼单晶硅片，进行阳极电化学腐蚀，制备布拉格反射镜作为衬底；
[0009](2)采用浸镀法在所述的衬底上进行原位合成AgNPs后，进行热处理，得所述的AgNPs/PSB复合SERS基底。
[0010]进一步的，所述的步骤(1)中，依次使用丙酮、无水乙醇和去离子水把所述的p型掺硼单晶硅片清洗后，放入腐蚀液中，进行电流腐蚀，再冲洗干净后，干燥；
[0011]所述的步骤(2)中，将所述的衬底浸泡在0.01M的AgNO3溶液中45
‑
55s。
[0012]再进一步的，所述的腐蚀液由40wt％的氢氟酸溶液和无水乙醇按照体积比为1:1混合而成；
[0013]所述的热处理为在空气气氛中、280
‑
320℃下处理1h。
[0014]再进一步的，所述的电流腐蚀中高、低折射率层电流密度分别为65mA/cm2和115mA/cm2，腐蚀时间分别为1.2s、1s；
[0015]在腐蚀过程中，每电流腐蚀一次后，停顿3s。
[0016]所述的热处理为在空气气氛中、300℃下处理1h。
[0017]本专利技术的另一个目的在于提供一种AgNPs/PSB复合SERS基底，采用上述制备方法制备而成，该基底对血清的拉曼光谱(RS)信号增强效果更好。
[0018]本专利技术还有一个目的在于提供一种基于SERS的乳腺癌的分类模型的建立方法，该建立方法使用表面增强拉曼光谱(SERS)技术，基于上述的灵敏度高的热退火银纳米粒子/多孔硅布拉格反射镜(AgNPs/PSB)复合基底对血清的拉曼光谱(RS)信号增强，有助于准确、便捷的癌症筛查。
[0019]一种乳腺癌的分类模型的其建立方法，包括以下步骤：
[0020](1)采集健康对照组和乳腺癌患者的新鲜血液，静置后离心，提取血清，获得血清样本；
[0021](2)将所述的血清样本分别滴到权利要求5所述的AgNPs/PSB复合SERS基底上，测定SERS光谱数据；
[0022](3)对所述的SERS光谱数据进行基线校正，得处理后的光谱数据；
[0023](4)对所述的处理后的光谱数据进行PCA降维后，建立分类模型，得所述的乳腺癌的分类模型。
[0024]进一步的，所述的步骤(2)中，所述的健康对照组和乳腺癌患者的血清样本分别至少采集14例；
[0025]所述的步骤(2)中，激发波长为785nm的YAG激光器，物镜为10X，积分时间为15s，激光功率为160mW，样品表面功率为112兆瓦。
[0026]再进一步的，所述的步骤(2)中，测定血清样品在500
‑
2000cm
‑1范围内的拉曼光谱。
[0027]进一步的，所述的步骤(4)中，建立SVM分类模型。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0029]液体活检是目前一种无损、便捷的癌症筛查方法，由于人体血液中含有多种与癌症相关的生物分子。因此，结合乳腺癌血清开发一种准确且快速的乳腺癌筛查技术，对乳腺癌患者的治疗和预后至关重要。本专利技术使用表面增强拉曼光谱(SERS)技术，基于灵敏度高的热退火银纳米粒子/多孔硅布拉格反射镜(AgNPs/PSB)复合基底对血清的拉曼光谱(RS)信号增强。相比于RS，SERS反映了更多、更强的光谱峰值信息，有利于发现乳腺癌新的生物标记物。同时为进一步探索SERS技术对乳腺癌的诊断能力，本专利技术通过基线校正、多项式平滑和归一化对原始光谱数据处理，接着对SERS和RS通过主成分分析(PCA)提取相关特征信息，并建立五种分类模型，分别比较了SERS和RS的模型诊断性能。实验结果表明，基于改进的SERS基底结合机器学习算法构建的乳腺癌诊断模型，可用于区分乳腺癌患者和对照组，其中SVM模型的准确率、灵敏度、特异性和AUC值都为1且训练时间为4ms。以上实验结果说明基于AgNPs/PSB复合基底的SERS技术，结合机器学习方法，在快速精准识别乳腺癌患者方面有巨大的潜力。
附图说明
[0030]图1为平均血清拉曼光谱图；
[0031]图2(a)为健康群体平均对比光谱图，图2(b)为乳腺癌患者平均对比光谱图；
[0032]图3为表面增强拉曼光谱乳腺癌平均光谱图。
具体实施方式
[0033]为了进一步阐述本专利技术一种AgNPs/PSB复合SERS基底及制备方法、乳腺癌的分类模型及建立方法，达到预期专利技术目的，以下结合较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种AgNPs/PSB复合SERS基底及制备方法、乳腺癌的分类模型及建立方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
[0034]下面将结合具体的实施例，对本专利技术一种AgNPs/PSB复合SERS基底及制备方法、乳腺癌的分类模型及建立方法做进一步的详细介绍：
[0035]目前，在临床实践中液体活检通过分析体液中的肿瘤生物标志物进行诊断。与组织活检相比，能够实现早期癌症检测。同时血液分析被认为是一种替代和常用的癌症筛查方法。此外，液体活检具有操作简单，能够在多个时间点重复进行的优点，是跟踪癌症进展和癌症筛查的理想工具。
[0036]虽然拉曼光谱提供了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种AgNPs/PSB复合SERS基底的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采用p型掺硼单晶硅片，进行阳极电化学腐蚀，制备布拉格反射镜作为衬底；(2)采用浸镀法在所述的衬底上进行原位合成AgNPs后，进行热处理，得所述的AgNPs/PSB复合SERS基底。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，依次使用丙酮、无水乙醇和去离子水把所述的p型掺硼单晶硅片清洗后，放入腐蚀液中，进行电流腐蚀，再冲洗干净后，干燥；所述的步骤(2)中，将所述的衬底浸泡在0.01M的AgNO3溶液中45
‑
55s。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的腐蚀液由40wt％的氢氟酸溶液和无水乙醇按照体积比为1:1混合而成；所述的热处理为在空气气氛中、280
‑
320℃下处理1h。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的电流腐蚀中高、低折射率层电流密度分别为65mA/cm2和115mA/cm2，腐蚀时间分别为1.2s、1s；在腐蚀过程中，每电流腐蚀一次后，停顿3s；所述的热处理为在空气气氛中、300℃下处理1h。5.一种AgNPs/PSB复合SERS基底，其特征在于，所述的AgNPs/PSB复合SERS基底采用权...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕小毅，李鸿涛，陈晨，范静婧，陈程，马静，曹燕珍，沙桐，韩世斌，
申请(专利权)人：新疆大学，
类型：发明
国别省市：