PVDF负载银纳米花SERS基底膜的制备及其在抗肿瘤药物检测中的应用研究

目的:癌症是导致全球人类死亡的主要原因之一。在癌症治疗进程中,抗肿瘤药物的应用具有重要性意义。一般抗肿瘤药物在杀伤癌细胞的Smoothened Agonist分子式同时,对正常的组织细胞也产生不同程度的损伤作用,对人类身体健康有潜在毒性。因此,有必要为临床药物浓度的监测提供了一种快速、便捷、低廉且高效的检测手段。目前抗肿瘤药物的检测手段存在样品处理复杂,花费时间长等劣势。然而,表面增强拉曼散射光谱(S ERS)具有分子指纹信息、高灵敏度和窄光谱带宽等优点。本研究通PD0325901试剂过液相还原法合成银纳米花颗粒,结合聚偏氟乙烯(PVDF)滤膜作为SERS基底,并优化SERS基底提高灵敏度,实现对抗肿瘤药物的高灵敏检测和快速分析,为未来临床药物浓度的监测提供了一种快速、便捷、低廉且高效的检测手段。方法:首先通过液相还原法以硝酸银(Ag NO_3)为前驱体,以抗坏血酸(AA)为还原剂,表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)合成高SERS活性和良好稳定性的银纳米花颗粒(Ag NFs)。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜对银纳米花形貌进行表征。使用紫外可见-分光光度仪测定其光学能力并且用X射线衍射仪检验银纳米花纯度。进一步探究PVP对SERS活性的影响,筛选出SERS基底活性最优的银纳米花颗粒负载在PVDF上。利用PVDF的疏水特性结合SERS技术的快速检测功能,将银纳米花负载在PVDF上,制备出了bioactive properties银纳米花-聚偏氟乙烯(PVDF@Ag NFs)柔性基底膜。选取结晶紫(CV)作为SERS探针分子,考察PVDF@Ag NFs基底膜的灵敏度、重复性及稳定性。并通过FDTD模拟验证SERS增强效果。最后通过外加法模拟对不同浓度水溶液及血清中甲氨碟啶、6-巯基嘌呤和盐酸阿霉素及氟尿嘧啶进行SERS检测。结果:采用液相还原合成法成功制备直径为650-700 nm、表面突起可达50-70 nm的银纳米花颗粒。此外,还通过X射线衍射仪(XRD)证实了这些Ag NFs的纯度高。降低PVP富集,可增加SERS热点,FDTD基底也证实表面突起可以增强SERS信号,PVDF@Ag NF_S基底膜对CV的检测限达到10~(-9)M,在1175和1621cm~(-1)处相对标准偏差(RSD)分别为8.58%和5.50%,结果远小于20%,相同检测和储存条件下,可在28天内仍保持SERS活性,表明该基底膜具有良好的灵敏度、重复性和稳定性。PVDF@Ag NFs基底膜通过检测不同浓度DOX、MTX、6-MP和5-FU的水溶液,发现其检测限低至0.1μg/m L以下,最后,通过有机相沉淀法处理血清,去除蛋白质的干扰,从而提升人体血清中抗肿瘤药物检测灵敏度。结果表明,血清中抗肿瘤药物检测限为1μg/m L以下。结论:该文制备了一种用于检测人体血清中的抗肿瘤药物的花状纳米颗粒-聚偏氟乙烯复合SERS基底膜。采用液相还原法制备Ag NFs,由于它们致密的纳米级花瓣之间相互交叠,表面凸起形成“热点”,可以产生强的电磁场。进而与PVDF疏水性相结合,其表面粗糙性亦进一步加强了SERS信号的强度。用CV作为SERS探针分子,考察PVDF@Ag NF_S基底膜的SERS性能,该基底膜表现出高度的灵敏性和重复性和稳定性。此外,对不同浓度的抗肿瘤药物检测,显示了良好的线性相关性。实现了对模拟人体血清中抗肿瘤药物的检测。综上所述,此方法为多种抗肿瘤药物SERS检测,提供了一种新颖低廉且简便的临床监测工具,为今后SERS在药物检测等领域的研究提供了参考。