一种基于DNA折纸技术的表面增强拉曼基底及其制备方法

本发明设计纳米，设计一种基于dna折纸技术的表面增强拉曼基底及其制备方法。

背景技术：

1、表面增强拉曼散射(surface-enhanced raman scattering,sers)是一种灵敏的化学物质光谱分析技术,其主要是利用贵金属纳米颗粒的局域表面等离子体共振来极大地增强待测物分子的拉曼散射信号。目前其已广泛应用生物学和医学等领域。

2、sers基底的制备是sers研究中的重点和热点。为了达到更高的检测限和灵敏度,具有更多热点的sers基底研究受到越来越多的关注。传统的纳米阵列sers基底都是通过在高浓度贵金属纳米粒子溶胶中直接进行自组装,其纳米粒子间隔大且排布不均匀,往往会造成“热点”不均匀,从而使得拉曼探测技术灵敏度和复现性大大降低。因此,获得有序紧密接触且热点均匀的sers基底仍然是一个挑战。

3、dna折纸术技术可组装纳米级的任意图案，为纳米粒子连接及金属化提供了一种高效可行的技术方法。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提出了一种基于dna折纸术构造一种不同结构纳米阵列表面拉曼增强方法，该方法通过dna折纸术设计一种纳米粒子的连接方法，通过设计修饰链的长度实现了对纳米粒子间距的调节，通过增加或去除修饰链可创建任意结构的拉曼热点，解决了低浓度下拉曼检测的高灵敏度和复杂性的问题。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的。

3、制备方法包括以下步骤：

4、步骤一：设计dna折纸框架图案，设计含有连接金纳米粒子的位置和序列。

5、步骤二：制备dna折纸图案。通过将预设的长链、短链(含修饰链)按一定比例混合退火,形成有序排列的dna折纸结构。不同长度的修饰短链有序分布在折纸结构底部和侧面，起到连接金纳米粒子作用。

6、步骤三：金纳米粒子表面硫醇化,使其与寡核苷酸连接，寡核苷酸另一端序列与修饰链互补。

7、步骤四：对硅片表面进行清洁并形成硅醇基团，并用3-氨基丙基三乙氧基硅烷(aptes)制备带正电的单分子薄膜层，使其能够吸附带负电的dna折纸框架。

8、步骤五：将硫醇化后的金纳米粒子与dna折纸结构混合后沉积在硅片表面，静置30分钟，用乙醇水溶液冲洗硅片表面。最后，用氮气吹干，形成密接有序的金纳米粒子和折纸阵列结构。

9、步骤六：用vuv灯照射硅片表面，分解和去除表面的dna和aptes层。

10、步骤七：将硅片浸入upw、90％乙醇水溶液中60秒。最后，用氮气将芯片完全干燥。

11、与现有技术相比，本发明的优点在于：

12、1)实验条件简单，不需要极端的实验条件；

13、2)可通过添加和去除修饰链实现任意形状热点阵列创建。

14、3)可设计不同修饰链的长度，调节纳米粒子的间距，最小可达2纳米。

技术特征：

1.设计一种基于dna折纸技术的表面增强拉曼基底及其制备方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于dna折纸技术的表面增强拉曼基底及其制备方法，其特征在于：所述dna折纸结构中修饰链起到连接金纳米粒子作用。

3.根据权利要求1所述的一种基于dna折纸技术的表面增强拉曼基底及其制备方法，其特征在于：所述金纳米颗粒粒径范围为30nm。

4.根据权利要求1所述的一种基于dna折纸技术的表面增强拉曼基底及其制备方法，其特征在于：aptes层带正电厚度约10纳米，可吸附带负电的dna折纸结构，起到固定折纸结构的作用。

5.根据权利要求1所述的一种基于dna折纸技术的表面增强拉曼基底及其制备方法，其特征在于：pcr体积为100ul,退火温度温度90-80℃，-1℃/min。80℃-65℃，-0.5℃/min；-65-25℃，-2℃/h。

6.根据权利要求1所述的一种基于dna折纸技术的表面增强拉曼基底及其制备方法，其特征在于：pcr体积为100ul,退火温度温度90-80℃，-1℃/min。80℃-65℃，-0.5℃/min；-65-25℃，-2℃/h。

7.根据权利要求1所述的一种基于dna折纸技术的表面增强拉曼基底及其制备方法，其特征在于：通过控制修饰链的长度可实现对纳米粒子间距的调节。

8.根据权利要求1所述的一种基于dna折纸技术的表面增强拉曼基底及其制备方法，其特征在于：通过去除某些修饰链可创建不同的拉曼热点。

技术总结
本发明公开了设计一种基于DNA折纸技术的表面增强拉曼基底及其制备方法，其包括以下步骤：设计DNA折纸框架图案，设计含有连接金纳米粒子的位置和序列(修饰链)，将图案包含的长链、短链(含修饰链)按一定比例混合退火,形成有序排列的DNA折纸结构。不同长度的修饰短链有序分布在折纸结构底部和侧面，起到连接金纳米粒子作用。对金纳米粒子表面硫醇化,使其形成与寡核苷酸连接位点。对硅片表面进行处理用APTES制备带正电的单分子薄膜层，使其能够吸附带负电的DNA折纸框架。接着将硫醇化后的金纳米粒子与DNA折纸结构混合后沉积在硅片表面，形成金纳米粒子和折纸结构的耦合结构。用VUV灯照射表面，分解和去除DNA和APTES，暴露出金纳米粒子的热点结构。优点：控制修饰链的长度，实现纳米粒子的间距调节，最小可达2纳米。添加或去除修饰链实现任意形状热点阵列创建。

技术研发人员：刘洪伟,王琦,郭小伟
受保护的技术使用者：电子科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15