纖維素模板法制備SERS基底及在鼻咽癌診斷中的應(yīng)用.pdf

1、惡性腫瘤是導(dǎo)致人們死亡的第一位疾病，診斷是攻克腫瘤的關(guān)鍵一步，表面增強拉曼光譜技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于腫瘤診斷的研究中，但SERS活性基底的制備是獲得SERS信號的前提，以竹漿為原料，開發(fā)新型的堿水體系為溶劑，并以均相法制備取代位置可控、均一性好的纖維素衍生物，以纖維素衍生物為模板制備SERS用納米銀，并將SERS基底應(yīng)用于鼻咽癌的早期診斷中，對于鼻咽癌的早期準(zhǔn)確診斷具有重要的理論和實際意義。
　　論文系統(tǒng)地研究了堿水溶劑體系對竹漿的溶

2、解情況，開發(fā)出竹漿溶解的新的溶劑體系，在低溫-7℃下，竹漿粕在NaOH/尿素、NaOH/硫脲、NaOH/羥乙基脲等二元體系中具有較好的溶解率，NaOH/硫酸鈉對竹漿粕沒有溶解作用；二元體系溶劑的最佳組成分別為，NaOH7.6％/尿素11.4%、NaOH7.6%/硫脲8%、NaOH7.6%/羥乙基脲6%，對竹漿粕的溶解度分別為70.50%、79.64%、84.66%；三元體系的對竹漿粕溶解的最佳組成為NaOH7.6%/尿素11.4%/羥乙

3、基脲3.5%、NaOH7.6%/尿素11.4%/硫脲5%、NaOH7.6%/尿素11.4%/硫酸鈉2.5%、NaOH7.6%/羥乙基脲6%/硫酸鈉2%、NaOH7.6%/羥乙基脲6%/尿素4%、NaOH7.6%/羥乙基脲6%/硫脲4.5%，對竹漿粕的溶解度分別為85.88%、83.06%、75.95%、88.58%、92.07%、93.08%；羥乙基脲的氫鍵供體數(shù)量（為3）與氫鍵受體數(shù)量（為2）均比硫脲、尿素的氫鍵供體數(shù)量（均為2）與氫

4、鍵受體數(shù)量（均為1）來得多，拓?fù)浞肿訕O性表面積（TPSA）為75.4，介于硫脲（84.1）與比尿素的拓?fù)浞肿訕O性表面積（69.1）之間，而疏水參數(shù)計算參考值（-1.7）均比尿素（-1.4）與硫脲（-0.8）來得低，羥乙基脲比尿素、硫脲更容易形成氫鍵，在NaOH協(xié)同作用下，很容易與纖維素大分子中的羥基形成分子間氫鍵能有效地破壞聚多糖分子間和分子內(nèi)氫鍵，從而使纖維素溶解于該溶劑體系中，NaOH/羥乙基脲溶劑體系再生后的竹漿為纖維素Ⅱ型。

5、r>　　NaOH/羥乙基脲水溶液為溶劑，在均相體系中制備了羥乙基尿素、甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素，并利用IR、核磁共振等儀器對制備的纖維素衍生物進行了表征，測定了各纖維素衍生物的取代度。
　　利用CMC為模板制備的納米銀，對羅丹明具有很好的拉曼增強效果，其增強效果受溫度、模板濃度、還原劑濃度及時間等反應(yīng)條件的影響；模板法制備納米銀的最佳實驗條件為：CMC的質(zhì)量濃度0.15%，反應(yīng)溫度75℃，檸檬酸三鈉的質(zhì)量濃度為1

6、.2%，采用25 mmol.L-1硝酸銀溶液作為銀源，不調(diào)節(jié)模板溶液的pH值，反應(yīng)時間1.25h。CMC水溶液粘度隨著質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而增大，曲線向上彎曲呈二次函數(shù)型的非線性增大。CMC水溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.7%時，隨著溶液濃度的增加其粘度呈線性增加，此時溶液表現(xiàn)近似為牛頓流體；當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過0.7%時，溶液表現(xiàn)為非牛頓流體；CMC溶液濃度在一定范圍內(nèi)，溶液中極性親水基團隨CMC質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大而增大，當(dāng)CMC溶液濃度大到一定程度后，溶液中可

7、利用的親水基團反而減少。CMC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.70%~0.80%時，CMC溶液顯示出比較獨特的性質(zhì)。
　　利用HPMC為模板合成納米銀，探討了溫度、時間、模板濃度等反應(yīng)條件對制備納米銀增強羅丹明效果的影響；結(jié)果表明以HPMC為模板制備的納米銀是一種很好的SERS基底，對羅丹明的增強效果受納米銀制備條件的影響很大， SERS用納米銀的最佳制備條件為：將50mL10 mmol.L-1AgNO3溶液滴入到50mL質(zhì)量濃度為0.1%的HPM

8、C溶液中，其中含質(zhì)量濃度為0.1%檸檬酸三鈉，保持溫度為75℃反應(yīng)150min時制備的納米銀溶膠。以HPMC為模板合成的納米銀主要是由平均粒徑60-70 nm的類球型顆粒組成，該溶膠常溫避光下保存，保存期超過12個月，各項性能指標(biāo)穩(wěn)定。沒有用HPMC作模板反應(yīng)得到的納米銀溶液，保存期不超過15天；粘度實驗表明HPMC溶液屬于非牛頓流體，隨著溶液質(zhì)量濃度的增加，溶液中的分子易形成分子間氫鍵使得溶液粘度增加；在一定濃度范圍內(nèi)，HPMC溶液中

9、極性親水基團隨HPMC質(zhì)量濃度增大而增大。
　　利用MC為模板成功合成了SERS基底用的納米銀，探討了溫度、時間、MC濃度等反應(yīng)條件對制備納米銀增強羅丹明效果的影響；結(jié)果表明以MC為模板制備的納米銀是一種很好的SERS基底，對羅丹明的增強效果受納米銀制備條件的影響很大，當(dāng)模板濃度為0.2%，銀氨溶液濃度10 mmol.L-1，溫度75℃，還原劑為檸檬酸三鈉，且濃度為0.2%，反應(yīng)時間120min時，制備的納米銀具有很好SERS增強

10、效果；以MC為模板合成的納米銀主要是由平均粒徑80 nm的類球型、棒狀等顆粒組成，該溶膠常溫避光下保存，保存期超過12個月，各項性能指標(biāo)穩(wěn)定；MC水溶液濃度較低時，隨著溶液濃度的增加其粘度呈線性增加，此時溶液表現(xiàn)近似為牛頓流體。
　　以HEC為模板合成的納米銀對羅丹明6G具有很好的拉曼增強效果，納米銀對羅丹明6G的增強效果受反應(yīng)因素的影響較大，對羅丹明6G增強效果最好的納米銀的制備條件為：以50 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.075%的HEC與

11、50 mL15mmol.L-1的硝酸銀在質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%二水合檸檬酸三鈉中于75℃水浴條件下反應(yīng)150 min，該條件下制備的納米銀主要為粒徑大小介于60~70 nm的球形；該溶膠常溫避光下保存，保存期超過12個月，各項性能指標(biāo)穩(wěn)定；HEC水溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.275%時，溶液表現(xiàn)近似為牛頓流體；當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過0.275%時，溶液的粘度與濃度之間的線性關(guān)系遭到破壞，曲線向上彎曲呈非線性增大，且粘度與濃度呈二次函數(shù)關(guān)系，此時溶液表現(xiàn)為非牛

12、頓流體。
　　以纖維素模板法合成的納米銀溶膠為基底，對血漿具有很好的增強作用，血漿樣品的拉曼信號獲得極大的增強，同時很好地抑制了生物分子中熒光的干擾；鼻咽癌患者與正常健康人血漿的表面增強拉曼光譜上存在明顯差異，正常人血漿的表面增強拉曼光譜在495，591，636，812和1134 cm-1處的5個吸收譜峰的強度比相對應(yīng)的鼻咽癌患者血漿的表面增強拉曼光譜的譜峰強；而在725，1338，1447，1572和1653cm-1處的5個吸收

13、譜峰位置，鼻咽癌患者血漿的表面增強拉曼光譜比相對應(yīng)的正常健康人血漿的表面增強拉曼光譜的強度大；通過PCA分析后，以纖維素模板法制備納米銀溶膠為基底檢測血漿樣品的表面增強拉曼光譜的方法，對鼻咽癌的診斷靈敏度與特異性分別達到90.9%和97.5%；經(jīng)PCA-LDA分析后，以纖維素模板法制備納米銀溶膠為基底檢測血漿樣品的表面增強拉曼光譜的方法，對鼻咽癌的診斷靈敏度與特異性分別為93.65%和98.72%；通過表面增強拉曼光譜的譜峰強度比較表明