基于SERS编码的Capase探针激活效应的研究

Capase蛋白酶激活内切质粒DNA特异识别片段是细胞凋亡中的重要过程，Capase蛋白酶激活效应的紊乱与肿瘤等重大疾病的产生有直接关系，确定不同Capase蛋白酶激活效应的动力学过程对肿瘤的早期发现及治疗药物的耐药性研究具有重要意义，本项目选用三种Capase蛋白酶（Capase3,Capase8,Capase9）识别片段，通过基因工程及化学组装技术在片段两端连接Au壳层结构及不同染料标记物分子构建表面增强拉曼（SERS）编码的Capase蛋白酶探针，标记物SERS信号变化与基底物质的距离具有依赖关系，由此Capase蛋白酶激活对识别片段内切前后会引起标记物SERS信号变化，依据光学拉曼信号的变化研究Capase蛋白酶激活效应，建立基于拉曼信号变化所反应细胞内Capase蛋白酶的激活动力学过程，这对认识肿瘤的形成及治疗研究具有重要的理论意义.

目前光学技术与纳米技术的结合在材料光学性能的探究及应用方面已经取得了很好的发展。具有局域表面等离子体共振吸收可调控的金纳米粒子由于其独特的光学性质在电子、催化、生物医学、食品安全等方面得到了广泛的应用。.利用金属纳米粒子的光学性能，以材料的光学性能为基础，成功实现了吸附其表面生物样品的表面拉曼增强效应。金壳层纳米复合材料多以介电的二氧化硅为核，在其表面包覆薄的金壳组成。通过调节核壳复合材料中内核直径与壳层厚度比（简称核壳比），可使其局域等离子体共振吸收达到对生物组织有最佳穿透性的近红外光区（650-1100nm）。同时单个金壳层纳米颗粒具有大的拉曼散射截面，利用其作为基底材料，可使吸附在其表面上的分子产生强的表面增强拉曼散射(SERS)信号。与传统的SERS基底相比，它能够实现基于单粒子的SERS生物检测。此外，这种核壳结构复合材料还具有良好的生物相容性。因此近年来金壳层纳米复合材料在生物传感、免疫分析、药物缓释等领域备受研究者的关注。.为了能够实现利用金壳层材料对生物检测的应用,本项目主要从两方面对金壳层材料进行研究。首先，我们设计合成不同尺寸及不同核电材料的金壳层材料，研究了其结构光学特性的变化规律，探究能够适合应用SERS检测的最佳结构状态的金金属壳层材料；其次，为了能够进一步研究金壳层内部的拉曼增强效应，实现利用壳层材料的SERS生物标记，通过这种复合材料能够提高标记的有效性和安全性。