模块化病毒检测与SERS

球形,笼，和爆米花形状的金纳米颗粒使用罗丹明6G染料进行测试，罗丹明6G染料是一种著名的拉曼活性化合物。用来进行测量的系统包括一个海洋洞察力QE系列光谱仪，670 nm激发激光器和InPhotonics光纤拉曼探针(图1)。爆米花形状的纳米颗粒比其他构象产生了50倍的电磁增强拉曼信号，这很可能是由于除了已知的表面聚平面外，纳米颗粒的尖端产生了“雷管效应”smon励磁。

图1:模块化光纤拉曼光谱系统用于SERS检测。

选定后，爆米花形状的金纳米颗粒与直径小于50 nm的氧化石墨烯碎片结合，形成混合SERS探针(图2)。研究这些混合探针的检测能力病毒在低浓度。

图2:在用于超灵敏生物传感的混合SERS探针中，爆米花形状的金纳米颗粒(尖刺球)可以对SERS信号进行电磁增强，而共轭氧化石墨烯(灰色网格)则可以进行化学增强。

结果

以往的SERS检测工作通常使用标签，这些标签必须附着在特定的基因序列上。相比之下，这项工作使用HIV gag基因的一部分作为探针DNA．观测到的拉曼光谱中的每个峰都可以归为文献报道的数据，证实观测到的拉曼光谱是由于存在病毒在示例中(图3)。

图3:使用爆米花形状的黄金纳米颗粒与氧化石墨烯(黑色)结合，以及单独使用黄金纳米颗粒(红色)，基于sers检测HIV-1 gag基因片段。

为了评估氧化石墨烯的化学增强效应，我们分别对混合探针和爆米花形状的金纳米颗粒进行了SERS光谱分析。考虑到在不同浓度的样品中，混合探针的灵敏度比单独的金纳米颗粒探针高约100倍，显示出在同一种SERS探针中同时应用化学增强和电磁增强的能力。

结论

通过结合氧化石墨烯和纳米金的化学和电磁增强效应，可以创建一个高灵敏度的SERS探针用于检测病毒像艾滋病毒．使用便携式模块化光谱检测系统进一步提高了这种方法的可行性，用于实际的临床诊断。