基于SERS的模块化病毒检测

球笼,爆米花形状的金纳米颗粒使用罗丹明6G染料进行测试，罗丹明6G染料是一种著名的拉曼活性化合物。用于进行测量的系统由一个海洋组成洞察力QE系列光谱仪，670nm激发激光器和光电子学光纤拉曼探针（图1）。爆米花形状的纳米颗粒导致拉曼信号的电磁增强比其他构象高出50倍以上，这很可能是由于纳米颗粒上的尖头除了已知的表面pla之外还产生了“避雷针效应”smon激发。

图1：用于SERS检测的模块化光纤拉曼光谱系统。

一旦选定，爆米花形状的金纳米颗粒与直径小于50 nm的氧化石墨烯碎片结合，形成混合SERS探针（图2）。研究了这些杂交探针的检测能力病毒低浓度。

图2：在用于超灵敏生物传感的混合SERS探针中，爆米花形状的金纳米颗粒（钉球）导致SERS信号的电磁增强，而共轭氧化石墨烯（灰色网格）提供化学增强。

后果

先前关于检测HIV的SERS的工作通常使用标签或标签，这些标签或标签必须附着在特定的基因序列上。相比之下，这项工作使用了一段HIV gag基因作为探针DNA. 可将观察到的拉曼光谱中的每个峰分配给文献报告的数据，确认观察到的拉曼光谱可归因于病毒在示例中（图3）。

图3：使用爆米花形状的金纳米颗粒与氧化石墨烯（黑色）和单独的金纳米颗粒（红色）结合，基于SERS检测HIV-1 gag基因片段。

为了评估氧化石墨烯的化学增强效应，获得了混合探针和爆米花形金纳米颗粒的SERS光谱。考虑到由于样品浓度不同，发现混合探针的灵敏度比单独使用金纳米粒子探针高约100倍，表明在同一SERS探针中同时使用化学和电磁增强的能力。

结论

通过结合氧化石墨烯和金纳米颗粒的化学和电磁增强效应，可以创建一种高灵敏度的SERS探针来检测病毒像艾滋病病毒. 使用便携式模块化光谱系统进行检测进一步提高了该方法在实际临床诊断中的可行性。