基于金属螯合物拉曼标签技术检测组织液中组胺的方法与流程

本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种基于金属螯合物拉曼标签技术检测组织液中组胺的方法。

背景技术：

组胺是自体活性物质之一，主要存储于人体中的肥大细胞和嗜碱性粒细胞中。当人体受到过敏原刺激时，会释放组胺，引起血管扩张，导致水肿、血压降低，产生各种相应的症状，损害身体健康。作为速发型超敏反应的炎性介质，当血液中的组胺达到一定水平时，将产生过敏性休克甚至死亡。组胺是过敏性疾病药物治疗的一个很好的靶分子，也是过敏性疾病确诊的一项辅助性指标。因此，发展快速、简单、特异性好、灵敏度高的组胺检测方法，成为过敏反应早期诊断或防治的迫切需求。

1974年，fleischmann等人对银电极表面用电化学方法进行粗糙化处理后，用拉曼光谱仪对其进行表征时获得了吸附在粗糙银电极表面吡啶分子的高质量拉曼光谱图。1977年，vanduyne等人对这一现象进行了分析，指出这是一种与粗糙化的表面存在某种必然关系的增强效应，这种效应之后被称为表面增强拉曼散射(surface-enhancedramanscattering，sers)效应。sers自发现以来因其高灵敏性、无损伤、指纹特征、检测速度快等优势，常被作为一种灵敏的分子指纹识别的光谱工具。

由于常见的过敏反应炎性介质检测方法一般检测成本高、耗时长、需要专业的人员，sers技术检测可以弥补上述方法的不足。组胺等小分子标志物，通常在血液或组织液中含量极低，且血液或组织液中还有大量其他的生物干扰成分。同时拉曼散射截面小，直接用sers检测很难满足实际检测需求。

技术实现要素：

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于金属螯合物拉曼标签技术检测组织液中组胺的方法，其步骤简单，对组胺的sers检测灵敏度、稳定性和重复性好。

本发明提出的一种基于金属螯合物拉曼标签技术检测组织液中组胺的方法，包括以下步骤：

s1、取有机配体与二价镍盐进行配位反应，得到金属螯合物溶液；

s2、将金属螯合物溶液涂覆在表面带负电荷的表面增强拉曼基底的表面，干燥后得到功能化基底；

s3、将与水互溶的醇与组织液混合均匀，离心，取上层清液；

s4、向s3中的上层清液中加入酸性溶液，混合均匀后加入有机溶剂，混合均匀后离心，取水相溶液；

s5、将s4中的水相溶液涂覆在s2中的功能化基底上，利用拉曼光谱仪进行检测。

优选地，s1的具体步骤为：将有机配体与二价镍盐溶液混合，调节ph值为5-7，搅拌后得到金属螯合物溶液。

优选地，在s1中，所述有机配体为单齿有机配体或者多齿有机配体。

优选地，所述有机配体为柠檬酸、乙二胺四乙酸、氨基三乙酸、吡啶中的一种。

优选地，在s1中，所述二价镍盐为溶于水的二价镍盐。

优选地，所述二价镍盐为六水硝酸镍、醋酸镍、氯化镍中的一种或者多种的混合物。

优选地，在s2中，将金属螯合物溶液滴在表面带负电荷的表面增强拉曼基底的表面，干燥后得到功能化基底。

优选地，所述表面带负电荷的表面增强拉曼基底按照以下工艺进行制备：将硅片经过王水浸泡2-3h后洗净，再用食人鱼洗液浸泡处理0.5-1.5h，然后用超纯水洗净后用氮气吹干制得干净的硅片；将平均粒径为50nm的金纳米溶胶离心后滴加在干净的硅片表面，干燥后得到表面带负电荷的表面增强拉曼基底。

优选地，在s3中，所述组织液为血清、肌肉组织液、滑膜组织液、表皮组织液中的一种。

优选地，在s3中，与水互溶的醇与组织液的体积比为0.1-0.5：0.1。

优选地，所述与水互溶的醇为乙醇、甲醇、正丁醇中的一种或者多种的混合物。

优选地，在s4中，上层清液、酸性溶液、有机溶剂的体积比为10：0.1-1：2-3。

优选地，在s4中，所述酸性溶液为强酸溶液、强酸弱碱盐溶液、弱酸溶液中的一种；所述有机溶剂为密度小于水且与水不互溶的有机溶剂。

优选地，所述酸性溶液为盐酸、硫酸、醋酸、硝酸中的一种或者多种的混合物；所述有机溶剂为石油醚、环己烷、乙醚、甲醚中的一种或者多种的混合物。

优选地，所述有机溶剂为石油醚。

优选地，在s5中，拉曼光谱仪的激发光波长为633nm。

优选地，所述血清是经血液静置凝固后取其上层清液获得。

优选地，所述食人鱼洗液由浓硫酸和双氧水按体积比为3：1配置而成。

优选地，所述金纳米溶胶为以柠檬酸、抗坏血酸、硼氢化钠中的一种或者多种的混合物为还原剂制备的金纳米溶胶。

组胺分子可以与金属离子结合形成螯合物，形成在紫外可见区域有明显吸收的拉曼活性物质。当入射光或散射光的能量与螯合物的某个电子跃迁能量相匹配时，就会发生共振拉曼散射。当发生共振拉曼散射时，拉曼跃迁的频率大大提高，即使单分子水平也能给出足够的拉曼光谱强度从而被检测到，即表面增强共振拉曼光谱(surface-enhancedresonanceramanscattering，serrs)。本发明所述基于金属螯合物拉曼标签技术检测组织液中组胺的方法，就是通过共振增强原理，利用金属螯合物拉曼标签的策略实现了组织液中组胺的快速捕获和灵敏检测分析。

本发明所述基于金属螯合物拉曼标签技术检测组织液中组胺的方法中，利用sers检测处理后的血清、肌肉组织液、滑膜组织液、表皮组织液等组织液中的组胺，其科学原理分析为：首先通过二价镍离子与单齿或多齿有机配体结合制备金属螯合物，该螯合物作为拉曼标签选择性的捕获组胺物质；之后通过制备表面带负电荷的增强拉曼基底，并将金属螯合物涂覆在基底的表面，使其通过氢键和化学作用吸附金属螯合物拉曼标签，同时调控增强拉曼基底组装，从而产生均匀的、高活性sers“热点”；组胺在生命机体内，机体环境复杂。在此我们利用金属螯合物作为拉曼标签，与组胺螯合配位，激光照射下共振跃迁的概率大大增加，从而产生共振增强，提高其检测的灵敏度。由于组织液含有大量的蛋白质或多种脂溶性小分子，会干扰组胺的检测，因此，我们建立了一种针对组胺的快速前处理方法，依次采用了醇、酸性溶液和有机溶剂对组织液进行了处理，其中，利用与水互溶的有机溶剂能使蛋白质在水中的溶解度显著降低的特性，所以通过加入醇类实现分离纯化蛋白质的目的，另外，由于组胺在中酸性的条件下较稳定，所以通过加入酸性溶液调节体液中酸碱性。最后，所选的有机溶剂为密度小于水且与水不互溶的有机溶剂，和纯化蛋白所需的有机溶剂是可以通过离心分层的，离心后取位于下层的相应的水相达到分离与提纯的目的。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过对组织液中的组胺进行分离和富集，避免组织液中其他杂质对目标分子检测的干扰；其次，通过设计金属螯合物拉曼标签，构筑功能化sers基底，提高检测的灵敏度；构筑功能化基底能够进一步提高组织液中组胺的检测灵敏度、稳定性和重复性。

2、本发明的增强基底是带负电荷的，可以通过化学作用以及氢键与金属螯合物拉曼标签结合；其次通过组装的基底是均匀的、单层排布的且具有大量“热点”，从而提高检测的灵敏性和重复性。

3、本发明的组织液种类多，包括血清、肌肉组织、滑膜组织、表皮组织，可以满足实际检测检材差异的需要，适用范围广。

4、通过向组织液中加入三种试剂就可以把其中的组胺分离和提纯出来，可以避免其他杂质(糖类、氨基酸、蛋白、磷脂类)的影响。

5、本发明的纯化过程速度快，组织液的处理过程约5-10分钟就可以完成，该过程方便、快速。

6、本发明对组织液中组胺具有较高的灵敏性、选择性、重复性、稳定性，检测限均在1μm之下。

附图说明

图1为含有组胺(ha)的血清以及血清的sers检测光谱图；

图2为实施例1-4中加入不同浓度组胺的血清的sers光谱图；

图3为实施例5中含有组胺的肌肉组织液以及肌肉组织液的sers检测光谱图；

图4为实施例6中含有组胺的滑膜组织液以及滑膜组织液的sers检测光谱图。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

本发明提出的一种基于金属螯合物拉曼标签技术检测组织液中组胺的方法，包括以下步骤：将硅片经过王水浸泡2h后洗净、再用食人鱼洗液浸泡处理1h，最后用超纯水洗净后并用氮气吹干制得干净的硅片；将平均粒径为50nm的金纳米溶胶离心后滴加在干净的硅片表面，干燥后得到表面带负电荷的表面增强拉曼基底备用；将氨基三乙酸与六水硝酸镍溶液混合，调节ph值为5，搅拌使溶液颜色从无色变成蓝紫色得到金属螯合物溶液，将金属螯合物溶液滴加在表面带负电荷的表面增强拉曼基底表面，使金属螯合物拉曼标签与表面增强拉曼基底通过化学作用力结合，干燥后得到功能化基底；配制浓度为5μmol/l的组胺溶液，取0.15ml后添加血清0.15ml，得到包括组胺的血清；取用包括组胺的血清0.3ml于1.5ml离心管中，并加入甲醇0.9ml，摇匀，离心3min后取上层清液1ml于另一干净的离心管中，加入盐酸30μl，混合均匀后再加入有机溶剂石油醚0.2ml，然后对其震荡，离心2min后，取其水相溶液；取10μl水相溶液滴加到所述功能化基底上，利用拉曼光谱仪对其进行检测并记录拉曼强度，重复测试八次。

实施例2

与实施例1的不同仅在于：配制浓度为1μmol/l的组胺溶液。

实施例3

与实施例1的不同仅在于：配制浓度为0.5μmol/l的组胺溶液。

实施例4

与实施例1的不同仅在于：配制浓度为0.1μmol/l的组胺溶液。

实施例5

本发明提出的一种基于金属螯合物拉曼标签技术检测组织液中组胺的方法，包括以下步骤：

s1、将氨基三乙酸与六水硝酸镍溶液混合，调节ph值为7，搅拌后形成金属螯合物溶液；

s2、将硅片经过王水浸泡3h后洗净、再用食人鱼洗液浸泡处理1h，最后用超纯水洗净后并用氮气吹干制得干净的硅片备有；将平均粒径为50nm的金纳米溶胶离心去除多余的表面活性剂，然后滴到干净的硅片上，干燥后得到表面增强拉曼基底；将金属螯合物溶液滴加在上述表面增强拉曼基底表面，待其自然干燥后获得功能化基底；

s3、配制浓度为5μmol/l的组胺溶液，取0.15ml后添加肌肉组织液0.15ml，得到含有组胺的肌肉组织液；取含有组胺的肌肉组织液0.3ml于1.5ml离心管中，并向肌肉组织液中加入甲醇900μl，摇匀，离心3min后取上层清液1ml于另一干净的离心管中；

s4、向上述含有上层清液的离心管中加入醋酸80μl，混合均匀后再加入有机溶剂乙醚300μl，然后对其震荡，离心2min后，取其水相溶液；

s5、取10μl水相溶液滴加到s2中功能化基底上，利用拉曼光谱仪对其进行检测并记录拉曼强度，重复测试八次。

实施例6

本发明提出的一种基于金属螯合物拉曼标签技术检测组织液中组胺的方法，包括以下步骤：

s1、将氨基三乙酸与六水硝酸镍溶液混合，调节ph值为6，搅拌得到金属螯合物溶液；

s2、将硅片经过王水浸泡2h后洗净、再用食人鱼洗液浸泡处理1h，最后用超纯水洗净后并用氮气吹干制得干净的硅片备有；将平均粒径为50nm的金纳米溶胶离心去除多余的表面活性剂，然后滴到干净的硅片上，干燥后得到表面增强拉曼基底；将金属螯合物溶液滴加在上述表面增强拉曼基底表面，待其自然干燥后得功能化基底；

s3、配制浓度为5μmol/l的组胺溶液，取0.15ml后添加滑膜组织液0.15ml，得到含有组胺的滑膜组织液；取含有组胺的滑膜组织液0.3ml于1.5ml离心管中，并向滑膜组织液中加入甲醇0.9ml，摇匀，离心3min后取上层清液1ml于另一干净的离心管中；

s4、向上述含有上层清液的离心管中加入硝酸30μl，混合均匀后再加入有机溶剂甲醚200μl，然后对其震荡，离心2min后，取其水相溶液；

s5、取10μl水相溶液滴加到s2中制备的功能化基底上，利用拉曼光谱仪对其进行检测并记录拉曼强度。

图1为含有组胺(ha)的血清以及血清的sers检测光谱图，其中，位于上方的谱图a为含有组胺的血清的sers检测光谱图，位于下方的谱图b为血清的sers检测光谱图；由图1可知，利用此检测方法可以成功实现血清样品中组胺的检测，拉曼谱图中在1266cm^-1，1388cm^-1和1574cm^-1处有特征峰出现。

图2为实施例1-4中加入不同浓度组胺的血清的sers光谱图；由图2可知，不同浓度下的血清样品均能检测到目标物的信号，且最低检测加入浓度为0.1μmol/l的组胺溶液。

图3为实施例5中含有组胺的肌肉组织液以及肌肉组织液的sers检测光谱图，其中，谱图a为实施例5中含有组胺的肌肉组织液的sers检测光谱图，谱图b为肌肉组织液的sers检测光谱图；图4为实施例6中含有组胺的滑膜组织液以及滑膜组织液的sers检测光谱图，其中，谱图1为实施例6中含有组胺的滑膜组织液的sers检测光谱图，谱图2为滑膜组织液的sers检测光谱图；由图3和图4可知，利用建立的前处理技术和所述的配合物探针，能够成功实现对肌肉组织和滑膜组织中组胺的检测，其中1266cm^-1，1388cm^-1和1574cm^-1均属于组胺的特征峰。

实施例7

本发明提出的一种基于金属螯合物拉曼标签技术检测组织液中组胺的方法，包括以下步骤：

s1、取有机配体与二价镍盐进行配位反应，得到金属螯合物溶液；

s2、将金属螯合物溶液涂覆在表面带负电荷的表面增强拉曼基底的表面，干燥后得到功能化基底；

s3、将与水互溶的醇与组织液混合均匀，离心，取上层清液；

s4、向s3中的上层清液中加入酸性溶液，混合均匀后加入有机溶剂，混合均匀后离心，取水相溶液；

s5、将s4中的水相溶液涂覆在s2中的功能化基底上，利用拉曼光谱仪进行检测。

实施例8

本发明提出的一种基于金属螯合物拉曼标签技术检测组织液中组胺的方法，包括以下步骤：

s1、取有机配体与二价镍盐进行配位反应，得到金属螯合物溶液；

s2、将金属螯合物溶液涂覆在表面带负电荷的表面增强拉曼基底的表面，干燥后得到功能化基底；

s3、将与水互溶的醇与组织液混合均匀，离心，取上层清液；

s4、向s3中的上层清液中加入酸性溶液，混合均匀后加入有机溶剂，混合均匀后离心，取水相溶液；

s5、将s4中的水相溶液涂覆在s2中的功能化基底上，利用拉曼光谱仪进行检测；

其中，s1的具体步骤为：将有机配体与二价镍盐溶液混合，调节ph值为7，搅拌后得到金属螯合物溶液；

在s1中，所述有机配体为柠檬酸；

在s1中，所述二价镍盐为六水硝酸镍；

在s2中，将金属螯合物溶液滴在表面带负电荷的表面增强拉曼基底的表面，干燥后得到功能化基底；所述表面带负电荷的表面增强拉曼基底按照以下工艺进行制备：将硅片经过王水浸泡2h后洗净，再用食人鱼洗液浸泡处理1.5h，然后用超纯水洗净后用氮气吹干制得干净的硅片；将平均粒径为50nm的金纳米溶胶离心后滴加在干净的硅片表面，干燥后得到表面带负电荷的表面增强拉曼基底；

在s3中，所述组织液为血清；

在s3中，与水互溶的醇与组织液的体积比为0.1：0.1；

所述与水互溶的醇为甲醇；

在s4中，上层清液、酸性溶液、有机溶剂的体积比为10：0.1：3；

在s4中，所述酸性溶液为硫酸；所述有机溶剂为环己烷；

在s5中，拉曼光谱仪的激发光波长为633nm。

实施例9

本发明提出的一种基于金属螯合物拉曼标签技术检测组织液中组胺的方法，包括以下步骤：

s1、取有机配体与二价镍盐进行配位反应，得到金属螯合物溶液；

s2、将金属螯合物溶液涂覆在表面带负电荷的表面增强拉曼基底的表面，干燥后得到功能化基底；

s3、将与水互溶的醇与组织液混合均匀，离心，取上层清液；

s4、向s3中的上层清液中加入酸性溶液，混合均匀后加入有机溶剂，混合均匀后离心，取水相溶液；

s5、将s4中的水相溶液涂覆在s2中的功能化基底上，利用拉曼光谱仪进行检测；

其中，s1的具体步骤为：将有机配体与二价镍盐溶液混合，调节ph值为5，搅拌后得到金属螯合物溶液；

在s1中，所述有机配体为氨基三乙酸；

在s1中，所述二价镍盐为醋酸镍；

在s2中，将金属螯合物溶液滴在表面带负电荷的表面增强拉曼基底的表面，干燥后得到功能化基底；所述表面带负电荷的表面增强拉曼基底按照以下工艺进行制备：将硅片经过王水浸泡3h后洗净，再用食人鱼洗液浸泡处理0.5h，然后用超纯水洗净后用氮气吹干制得干净的硅片；将平均粒径为50nm的金纳米溶胶离心后滴加在干净的硅片表面，干燥后得到表面带负电荷的表面增强拉曼基底；

在s3中，所述组织液为肌肉组织液；

在s3中，与水互溶的醇与组织液的体积比为0.5：0.1；

所述与水互溶的醇为乙醇；

在s4中，上层清液、酸性溶液、有机溶剂的体积比为10：1：2；

在s4中，所述酸性溶液为强酸弱碱盐溶液；所述有机溶剂为密度小于水且与水不互溶的有机溶剂；所述有机溶剂为石油醚；

在s5中，拉曼光谱仪的激发光波长为633nm。

实施例10

本发明提出的一种基于金属螯合物拉曼标签技术检测组织液中组胺的方法，包括以下步骤：

s1、取有机配体与二价镍盐进行配位反应，得到金属螯合物溶液；

s2、将金属螯合物溶液涂覆在表面带负电荷的表面增强拉曼基底的表面，干燥后得到功能化基底；

s3、将与水互溶的醇与组织液混合均匀，离心，取上层清液；

s4、向s3中的上层清液中加入酸性溶液，混合均匀后加入有机溶剂，混合均匀后离心，取水相溶液；

s5、将s4中的水相溶液涂覆在s2中的功能化基底上，利用拉曼光谱仪进行检测；

其中，s1的具体步骤为：将有机配体与二价镍盐溶液混合，调节ph值为6，搅拌后得到金属螯合物溶液；

在s1中，所述有机配体为吡啶；

在s1中，所述二价镍盐为六水硝酸镍、氯化镍的混合物；

在s2中，将金属螯合物溶液滴在表面带负电荷的表面增强拉曼基底的表面，干燥后得到功能化基底；所述表面带负电荷的表面增强拉曼基底按照以下工艺进行制备：将硅片经过王水浸泡2.5h后洗净，再用食人鱼洗液浸泡处理0.8h，然后用超纯水洗净后用氮气吹干制得干净的硅片；将平均粒径为50nm的金纳米溶胶离心后滴加在干净的硅片表面，干燥后得到表面带负电荷的表面增强拉曼基底；

在s3中，所述组织液为表皮组织液；

在s3中，与水互溶的醇与组织液的体积比为0.35：0.1；

所述与水互溶的醇为乙醇、甲醇、正丁醇的混合物；

在s4中，上层清液、酸性溶液、有机溶剂的体积比为10：0.6：2.4；

在s4中，所述酸性溶液为盐酸、硫酸、醋酸的混合物；所述有机溶剂为石油醚、环己烷、乙醚、甲醚的混合物；

在s5中，拉曼光谱仪的激发光波长为633nm。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。