表面增强拉曼光谱法对三磷酸腺苷的检测研究

三磷酸腺苷(ATP)作为生物体中普遍存在的能量载体，存在于人体的每个组织细胞内。它不仅作为人体内主要的能量来源，发挥着无可替代的作用，而且对部分疾病的引起原因和治疗有较强的针对性，在临床医学上被广泛应用。例如，尿路上皮细胞异常释放ATP会引起膀胱过度活动症发生，ATP通过促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化，有效改善骨质疏松，因此，快速测定ATP具有重要的意义。

目前生物发光法、高效液相色谱法、电化学分析法、比色法等方法均已被应用在对ATP的检测中，但由于这些方法存在操作难度大、样品处理过程繁琐、检测过程时间较长等问题，不适用于对ATP进行快速检测。表面增强拉曼光谱(Surface-enhanced raman scattering，SERS)检测技术具有操作简单、检测快速、所需样品少、多种组分可同时进行检测等优点，引起关注。

实验中用到的设备为如海光电SEED3000便携式拉曼光谱仪。

SEED3000广泛应用于食品安全、国防安全、珠宝鉴定、医药等需对原材料快速筛选、现场快速检测及物质分析鉴定等行业。结构简单，快速检测，可满足实验室、野外以及工业现场等多种实验场景。预留USB和串口通信， 方便多功能系统集成。

SEED3000便携式拉曼光谱仪是一款高性价比的785nm小型拉曼光谱仪；结构简单，快速检测，可满足实验室、野外以及工业现场等多种实验场景。预留USB和串口通信， 方便多功能系统集成。便携式拉曼光谱仪广泛应用于食品安全、国防安全、珠宝鉴定、医药等需对原材料快速筛选、现场快速检测及物质分析鉴定等行业。

在硅片上滴加3μL处理过的银纳米基底，待其在室温下自然干燥后，滴加3μL不同浓度的ATP溶液，晾干即可用便携式拉曼光谱仪对其进行SERS检测。拉曼光谱仪参数设定为: 激发波长-785nm，积分时间-1s，光谱范围为550-1800cm^-1，激光功率为500mW。

图1

图1(a)是对浓度从1×10^-6－1×10^-8mol/L的MG分子的SERS检测谱图。从图中可以看出，MG的SERS谱图在908、1170、1395和1608cm^-1处的拉曼峰清晰可见。通过查阅相关文献对MG的特征峰进行归属: 1170cm^-1的强峰是芳环上的C—H面内弯曲振动，1295、1481、1588和1616cm^-1的谱带是芳环的面外振动，1394 cm^-1的谱带是C—H面内弯曲振动。从图中可以看出随着MG浓度的降低，其特征峰的强度也逐渐减弱，在浓度为1×10^-8mol/L时也能得到清晰可见的MG的特征峰，说明合成的银纳米基底有较好的灵敏性。我们对1170cm^-1位置的拉曼峰的强度与浓度关系进行分析，从图3(b)也可以看出，随着MG浓度的降低，1170cm^-1位置拉曼峰的强度明显下降，亦能说明合成的银纳米基底有较好的灵敏性。

图2

用银纳米颗粒为SERS基底，对不同浓度ATP标准溶液的SERS检测结果如图2所示。图2(a) 是对1×10^-2mol/L的ATP标准溶液的SERS检测谱图，图中能显示出清晰可指认的ATP指纹特征峰，其峰位于731cm^-1，归属于腺嘌呤环的呼吸振动； 图4(b)是对浓度从1×10^-3-1×10^-7mol/L的ATP分子的SERS检测谱图。从图中可看出，随着ATP浓度的降低，731 cm^-1处特征峰强度也逐渐减弱，最低检测浓度为1×10^-7mol/L。实验结果表明在便携式拉曼光谱仪上使用银纳米基底检测ATP时可以得到很好的检测结果，为实现尿液中较低浓度ATP的检测提供了可能性。

图3

尿液中ATP的SERS检测结果如图3所示，从图中可以清晰指认出ATP指纹特征峰，并且其特征峰强度高于用乙酸乙酯萃取的尿液中的ATP特征峰的强度。由此可见，在便携式拉曼光谱仪上使用银纳米基底检测尿液中ATP时，可以得到较好的好的检测结果，最低检测浓度为1×10^-4mol/L，SERS信号准确可靠，实现了对尿液中ATP的快速检测。

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