空间稳定的SERS标记金纳米棒探针用于免疫检测示意图
标记免疫分析是将标记示踪技术的高灵敏性和抗体与抗原反应的特异性相结合的分析方法.已有的免疫分析方法包括酶免疫分析、化学发光免疫分析、放射免疫分析、荧光免疫分析、电化学免疫分析等. 其中, 荧光免疫分析具有无污染性和灵敏度高等特点, 是最为成熟和普及的标记免疫分析技术. 但是, 荧光谱峰较宽, 易淬灭; 这些缺陷在一定程度上限制了荧光免疫分析的应用.
表面增强拉曼散射(SERS)可将拉曼活性分子的拉曼信号放大106到1014倍, 具有极高的灵敏度. 同时, SERS 谱峰比荧光谱峰窄10到100倍, 而且SERS不存在光漂白和淬灭现象. 因而, 基于SERS的免疫检测已引起了人们越来越多的关注. 最初发展的是无修饰层保护的SERS标记纳米探针, 即将拉曼标记分子和功能识别分子共吸附在金等纳米粒子上. 用于生物分析的纳米探针往往要在较复杂的环境下使用, 因而应具备水溶性、生物亲和性和高稳定性等特点. 为此, 纳米探针逐渐向有修饰层保护方向发展. 常见的修饰层为SiO2和高分子.
和无修饰层保护的纳米探针相比,SiO2和高分子自身的水溶性和生物亲和性可赋予纳米探针所需的水溶性和生物亲和性. 其次, 修饰层可保护探针信号免受外界干扰. 如防止拉曼标记分子自探针表面脱落、阻挡杂质分子向探针表面吸附, 从而提高SERS信号的稳定性和光谱纯度. 第三, 对高分子修饰而言, 其化学成分和功能的多样性可赋予探针表面成分和功能丰富的可调控性. 而且, 高分子修饰能为纳米探针提供空间稳定性,使之能耐受复杂环境.
所谓空间稳定是指由粒子上的高分子链重叠产生的“空间斥力”来抵抗粒子间的范德华吸引力, 使粒子保持稳定. 它在本质上来源于高分子链之间的相互作用, 而不是粒子之间的电荷斥力. 因而空间稳定的纳米探针不易受溶液中酸、碱和盐等的干扰, 可以耐受较苛性的条件.