“纳米壳”提高化合物检测的灵敏度

　　 

生物通报道：一项新的研究发现特制的纳米颗粒——纳米壳能够提高将化合物检测灵敏度提高100亿倍。其结果使拉曼散射的效率比传统方法高出约10000倍。

当分子和材料散射光线时，一小部分光发生拉曼散射，因此使研究人员能够确定他们详细的化学组成。这种特性能被化合物研究人员、药物设计人员、化学专家和其它确定材料组成的研究人员所利用。但是，拉曼散射的最大的限制因素就是灵敏性极低。尽管在大约30年前就发现粗糙的金属表面能够使拉曼散射的信号增大100万倍，但是这种“表面增强”作用却很难控制、预测和重复。现在，莱斯大学的研究人员发现纳米壳能够提供更大、更干净且重复性高的增强作用。这一发现为新的全光感应（生物通注：all-optical sensing）的应用打开了大门。

研究人员不但发现纳米壳能极其有效地放大拉曼分子信号，而且每个个体纳米壳就如同一个独立的拉曼加强剂。这种物质将可能促使研究人员设计出全光纳米传感器，这种传感器将能检测一些来自药物分子或关键的疾病蛋白的非常小的靶标物质。

纳米壳的尺寸和病毒差不多，呈球形且有一个非导电性的玻璃核。在这个核上覆盖了一个金属壳（通常是金或银）。这种金属壳“捕获”过往的光并聚集起来，这种特性起到了巨大的拉曼增效作用。而且，通过改变壳的厚度能够使纳米壳与特定波长的光反应。这种可调性能够使特定波长光的拉曼增效作用最优化。

自从二十世纪九十年代由莱斯大学的Halas发明了纳米壳以来，这种材料已经用于包括癌症诊断、癌症治疗和与阿尔茨海默症有关的蛋白质检测、药物传递和快速的全血免疫测定（生物通注：whole-blood immunoassay）等多个领域。在最新的这项研究中，Halas和Joseph B. Jackson研制出了沉积在玻璃板上的纳米壳膜。通过艰苦的工作，他们证明这种纳米壳使拉曼效应扩大100亿倍的原因完全是因为光与个体纳米壳的反应。这种反应完全区别于纯金或纯银纳米颗粒膜呈现的形式。而这一发现也因此为利用单个纳米壳的生物传感器设计打开了大门。