基于表面增强拉曼光谱的海水微生物胞外碱性磷酸酶活性快速检测技术

本文创新性地建立了基于表面增强拉曼光谱（SERS）的海水微生物胞外碱性磷酸酶（ALP）活性定量检测方法。以5-溴-4-氯-3-吲哚磷酸（BCIP）为底物，二甲基亚砜（DMSO）为内标，构建了I600/I700与ALP活性的线性模型（y=0.301x+1.105，R2=0.981），检测限达0.1 mU L?1，动态范围跨越5个数量级（0.1-104 mU L?1）。该方法成功应用于西太平洋海域样品检测，为海洋磷循环研究提供了快速可靠的新工具。

　　

Highlight

本研究开发了基于表面增强拉曼光谱（SERS）的海水微生物碱性磷酸酶（ALP）活性快速定量检测技术。该方法创新性地采用5-溴-4-氯-3-吲哚磷酸（BCIP）作为反应底物，二甲基亚砜（DMSO）作为内标，建立了拉曼强度比（I₆₀₀/I₇₀₀）与ALP活性的定量模型。

Materials and instruments

实验材料包括碱性磷酸酶（上海源叶生物）、BCIP（麦克林生化）、70 nm金纳米颗粒（AuNPs）等。关键仪器涵盖拉曼光谱仪（Horiba LabRAM HR Evolution）和荧光分光光度计（Hitachi F-7000）。

Identification of characteristic SERS peaks

通过对比BCIP、ALP、BCI氧化二聚体（酶反应产物）和DMSO的SERS特征峰，发现BCI氧化二聚体在600 cm^?1处呈现强信号，而DMSO在700 cm^?1的特征峰可作为理想内标。二者强度比（I₆₀₀/I₇₀₀）能有效消除基质干扰。

Conclusions

该SERS方法检测限低至0.1 mU L^?1，线性范围跨越5个数量级，并通过与荧光法的动力学参数对比验证了可靠性。西太平洋沿岸和开阔海域样品的成功应用，证实了该方法在海洋环境ALP活性快速检测中的巨大潜力。