利用拉曼光譜檢測指紋中潛在信息的方法
2023-05-28 14:56:16
專利名稱：利用拉曼光譜檢測指紋中潛在信息的方法
技術領域：
本發明屬於檢測技術領域，具體涉及顯現潛指紋並利用拉曼光譜檢測潛指紋攜帶的潛在信息的方法。
背景技術：
指紋鑑定是進行個人識別的最可靠的方法之一，指紋在法庭科學和刑事訴訟過程中，起著重要的證據作用。指紋不僅可以鑑別人的身份，最近，英國的科學家卻又發現，一個人的年齡甚至生活方式，比如經常吃什麼藥，用什麼化妝品，吸菸狀況，平時的生活區域等，都可以通過指紋反映出來(R. Leggett, E. E. Lee-Smith, S. Μ. Jickells, D .A. Russell, Angew. Chem. Int · Ed. 2007，46，4100-4103·)。因此，通過指紋除了可以鑑定出個體的身份，還可以通過對指紋汗液中的代謝物進行分析，進一步檢測出個體的其它潛在的信息例如是否吸菸、吸毒等，這樣獲得更多有價值的個體特徵信息，能夠在犯罪調查中發現有關留下指紋者生活方式的信息，以便縮小嫌疑人的範圍(P.Hazarika，S. Μ. Jickells, K. Wolff, D. A. Russell,Angew. Chem. Int. Ed. 2008，47，10167-10170)。例如可以藉助指紋揭示嫌疑人是否吸毒、吸菸、服用藥物以及他所吃過的食物等等，同時也可以確診某些疾病，有利於在案件中判斷和分析案情及識別罪犯等。人的指紋中的汗液成分是相同的，98 %是水，剩下的是皮脂等腺體，成分是一些有機物質，如胺基酸、尿素等，還有一些無機物質，如一些金屬陽離子、陰離子等，它們大多和人的飲食有關，這些都是正常生活中人體正常代謝的產物。如果吸食毒品其代謝後的有機產物也可以留在指紋的汗腺裡，自然也可以隨汗液通過汗孔成為指紋鑑定的信息之一。拉曼光譜是提供快速、簡單、可重複、且更重要的是無損傷的定性定量分析，它無需樣品準備， 樣品可直接通過光纖探頭或者通過玻璃、石英和光纖測量，利用表面增強拉曼技術就可以大大加強拉曼光譜的靈敏度。表面增強拉曼光譜學(SERS)已成為分析檢測研究中活躍的一個領域。利用特異性抗體與具有拉曼信號的分子標記檢測探針，通過特異性抗體的識別作用結合靈敏的拉曼信號，能夠準確靈敏地檢測目標蛋白質，是一種集多種優點於一體的檢測方法。利用該方法將潛指紋通過特異性抗體和拉曼和分子標記的探針顯現並檢測，得到結果不但提供指紋圖像，而且提供指紋提供者的個體代謝信息，有利於在案件中判斷和識別罪犯等。此外，目前，吸毒檢測在對涉嫌吸毒的人員進行生物醫學檢測時，檢測樣本為採集的被檢測人員的尿液、血液或者毛髮等生物樣本，研發更簡單易操作的檢測方法和擴大檢測樣本範圍，簡化操作過程，必將為公安機關認定吸毒行為提供科學依據且提高工作效率。本發明實現了在顯現汗液潛指紋的同時，用抗體標記結合拉曼光譜法分析檢測顯現後的指紋代謝物中的特異性蛋白等潛在信息。
發明內容
本發明的目的是在顯現汗液潛指紋的同時，用抗體特異性識別技術結合拉曼光譜法分析檢測顯現後的指紋代謝物中的特異性蛋白等潛在信息。首先選擇需要檢測的目標代謝物的抗體(如檢測尼古丁的代謝物——可天寧，需要用抗可天寧的抗體)，用該目標抗體和具有特徵拉曼信號的分子(如對疏基苯胺、對疏基苯甲酸等)修飾金納米顆粒，製成檢測探針，然後該探針與待測的指紋作用，使抗體通過特異性作用與被測指紋中的目標代謝物相結合發生免疫反應，然後用大量水衝洗掉未發生反應的金納米顆粒探針，如果指紋中存在目標代謝物，金納米顆粒由於抗體與之結合的原因留在指紋中，若不存目標代謝物，則金納米顆粒會被從指紋樣品上洗掉，然後利用銀染法將銀在指紋表面被還原，生成的銀覆蓋在指紋的汗液殘留部分，將此樣品測試拉曼光譜，若能得到特徵的拉曼信號，則證明指紋樣品中存在目標代謝物，若得不到特徵的拉曼信號，則證明指紋樣品中不存在目標代謝物。該方法能夠準確檢測指紋中汗液某種特徵代謝物的存在，靈敏高，具備特異性。以檢測個體指紋中尼古丁的代謝物——可天寧的方法為例1、探針的製備首先利用檸檬酸納作還原劑製備15nm的金納米顆粒，然後將可天寧的抗體即抗可天寧與拉曼信號分子(對疏基苯胺、對疏基苯甲酸)分別修飾在金納米顆粒上，製備成可天寧的檢測探針，具體步驟如下IOOmL的ImM/L氯金酸溶液加熱煮沸後，邊攪拌邊加入IOmL的38. 8mM/L檸檬酸鈉溶液，繼續加熱15分鐘後，攪拌至溶液溫度降至室溫，所得溶液為紅色的金納米顆粒溶液，尺寸為15nm。取4-5mL金納米顆粒與20-50 μ L的K^-IO—M/L抗可天寧溶液垂直混合 IO-M小時後，離心棄去未反應的抗體重新分散到等量的超純水中即得到抗可天寧標記的金納米顆粒，然後將對疏基苯胺(或對疏基苯甲酸)20-50 μ L的0. ImM/L加入繼續垂直混合IO-M小時，然後離心棄去未反應的拉曼分子對疏基苯胺(或對疏基苯甲酸)，重新分散到超純水中，得到由抗可天寧和對疏基苯胺(或對疏基苯甲酸)標記的金納米探針，即特異性標識的檢測探針。2、檢測指紋代謝物將上述製備的金納米探針探針滴在待測的指紋樣品上，靜置5-20分鐘，使金納米探針表面的抗體與指紋的殘留汗液代謝物中的可天寧充分反應，將金納米探針通過特異性的作用固定在指紋表面，然後用大量的水衝洗指紋樣品5-10分鐘，將未反應的金納米探針衝洗掉，接著將指紋樣品放入新配製的銀染溶液中5-15分鐘，使銀在指紋中固定存留的金探針的催化作用下被還原並沉積在金納米探針的表面，從而增強了指紋的信號表達，取出指紋樣品後再用大量水衝洗，然後測試指紋樣品的拉曼光譜(雷射波段在488nm或514nm)， 若得到標記拉曼分子的特徵峰則表明指紋樣品中有尼古丁的代謝物——可天寧的存在，證明提供指紋者吸菸，否則說明指紋樣品中沒有可天寧的存在，證明提供指紋者不吸菸。(銀染溶液由0. 02克硝酸，0. 5克對苯二酚，5mL pH為3. 8的檸檬酸緩衝溶液和15mL水混合後配製而成。)3、上述方法以可天寧為例，該方法還可適用於藥物的代謝物的檢測，如大麻酚、 美沙酮、古柯鹼、嗎啡等，只需在製備探針時選擇相應的代謝物的抗體，其它步驟相同。本發明具有如下優點1、靈敏高、快速、易操作。
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2、不需要大型儀器，便於現場實時快速檢測。
附圖1為玻璃表面吸菸者潛指紋的顯現圖像；附圖2為拉曼光譜(a.吸菸者指紋b.無煙指紋)。
具體實施例方式實施例1 通過指紋檢測尼古丁代謝物——可天寧(1)探針的製備首先利用檸檬酸納作還原劑製備15nm的金納米顆粒，然後將可天寧的抗體——抗可天寧與拉曼分子(對疏基苯胺、對疏基苯甲酸)修飾在金納米顆粒上，具體步驟如下IOOmL的ImM/L氯金酸溶液加熱煮沸後，邊攪拌邊加入IOmL的38. 8mM/L檸檬酸鈉溶液，繼續加熱15分鐘後，攪拌至溶液溫度降至室溫，所得溶液為紅色的金納米顆粒溶液。取4mL金納米顆粒與20 μ L 10_5M/L的抗可天寧溶液垂直混合12小時後，離心棄去未反應的抗體重新分散到等量的超純水中即得到抗可天寧標記的金納米顆粒，然後將20 μ L 的0. ImM/L對疏基苯胺溶液加入繼續垂直混合12小時，然後離心棄去未反應的對疏基苯胺，重新分散到超純水中，即得到由抗可天寧和對疏基苯胺標記的金納米探針，即特異性標識的檢測探針。(2)檢測指紋代謝物將上述製備的金納米探針滴在待測的指紋樣品上，靜置10分鐘，使金納米探針表面的抗體與指紋的殘留汗液代謝物中的可天寧充分反應，將金納米探針通過特異性的作用固定在指紋表面，然後用大量的水衝洗指紋樣品5分鐘，將未反應的金納米探針衝洗掉， 接著將指紋樣品放入新配製的銀染溶液中10分鐘，使銀在指紋中固定存留的金探針的催化作用下被還原並沉積在金納米探針的表面，從而增強了指紋的信號表達，取出指紋樣品後再用大量水衝洗，然後測試指紋樣品的拉曼光譜，測試雷射波段為488nm，得到標記拉曼分子的特徵峰則表明指紋樣品中有尼古丁的代謝物——可天寧的存在，證明提供指紋者吸菸，否則說明指紋樣品中沒有可天寧的存在，證明提供指紋者不吸菸。(銀染溶液由0.02克硝酸，0. 5克對苯二酚，5mL pH為3. 8的檸檬酸緩衝溶液和15mL水混合後配製而成。)實施例2 通過指紋檢測麻醉藥物嗎啡(1)探針的製備首先利用檸檬酸納作還原劑製備15nm的金納米顆粒，然後將抗嗎啡的抗體——抗嗎啡與拉曼分子(對疏基苯胺、對疏基苯甲酸)修飾在金納米顆粒上，具體步驟如下IOOmL的ImM/L氯金酸溶液加熱煮沸後，邊攪拌邊加入IOmL的38. 8mM/L檸檬酸鈉溶液，繼續加熱15分鐘後，攪拌至溶液溫度降至室溫，所得溶液為紅色的金納米顆粒溶液。 取4mL金納米顆粒與20 μ L 10_5 M/L的抗嗎啡溶液垂直混合12小時後，離心棄去未反應的抗體重新分散到等量的超純水中即得到抗嗎啡標記的金納米顆粒，然後將20μ L的0. ImM/ L對疏基苯胺溶液加入繼續垂直混合12小時，然後離心棄去未反應的對疏基苯胺，重新分散到超純水中，即得到由抗嗎啡和對疏基苯胺標記的金納米探針，即特異性標識的檢測探針。
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(2)檢測指紋代謝物將上述製備的金納米探針滴在待測的指紋樣品上，靜置10分鐘，使金納米探針表面的抗體與指紋的殘留汗液代謝物中的嗎啡充分反應，將金納米探針通過特異性的作用固定在指紋表面，然後用大量的水衝洗指紋樣品5分鐘，將未反應的金納米探針衝洗掉，接著將指紋樣品放入新配製的銀染溶液中10分鐘，使銀在指紋中固定存留的金探針的催化作用下被還原並沉積在金納米探針的表面，從而增強了指紋的信號表達，取出指紋樣品後再用大量水衝洗，然後測試指紋樣品的拉曼光譜，測試雷射波段為488nm，得到標記拉曼分子的特徵峰則表明指紋樣品中有嗎啡的存在，證明提供指紋者服用過嗎啡，否則說明指紋樣品中沒有嗎啡的存在，證明提供指紋者未服過嗎啡。(銀染溶液由0. 02克硝酸，0. 5克對苯二酚，5mLpH為3. 8的檸檬酸緩衝溶液和15mL水混合後配製而成。)
權利要求
1.利用拉曼光譜檢測指紋中潛在信息的方法，其特徵是1)、探針的製備首先利用檸檬酸納作還原劑製備15nm的金納米顆粒，然後將可天寧的抗體即抗可天寧與拉曼信號分子對疏基苯胺或對疏基苯甲酸分別修飾在金納米顆粒上，製備成可天寧的檢測探針，具體步驟如下1OOmL的ImM/L氯金酸溶液加熱煮沸後，邊攪拌邊加入1OmL的38. 8mM/L檸檬酸鈉溶液，繼續加熱15分鐘後，攪拌至溶液溫度降至室溫，所得溶液為紅色的金納米顆粒溶液，尺寸為15nm，取4-5mL金納米顆粒與20-50 μ L的K^-IO—M/L抗可天寧溶液垂直混合10- 小時後，離心棄去未反應的抗體重新分散到等量的超純水中即得到抗可天寧標記的金納米顆粒，然後將對疏基苯胺、或對疏基苯甲酸20-50 μ L的0. ImM/L加入繼續垂直混合10- 小時，然後離心棄去未反應的拉曼分子對疏基苯胺或對疏基苯甲酸，重新分散到超純水中， 得到由抗可天寧和對疏基苯胺或對疏基苯甲酸標記的金納米探針，即特異性標識的檢測探針；2)、檢測指紋代謝物將上述製備的金納米探針探針滴在待測的指紋樣品上，靜置5-20分鐘，使金納米探針表面的抗體與指紋的殘留汗液代謝物中的可天寧充分反應，將金納米探針通過特異性的作用固定在指紋表面，然後用大量的水衝洗指紋樣品5-10分鐘，將未反應的金納米探針衝洗掉，接著將指紋樣品放入由0. 02克硝酸，0. 5克對苯二酚，5mL pH為3. 8的檸檬酸緩衝溶液和15mL水混合後配製而成的銀染溶液中5-15分鐘，使銀在指紋中固定存留的金探針的催化作用下被還原並沉積在金納米探針的表面，取出指紋樣品後再用大量水衝洗，然後測試指紋樣品的雷射波段在488nm或514nm拉曼光譜，若得到標記拉曼分子的特徵峰則表明指紋樣品中有尼古丁的代謝物-可天寧的存在，證明提供指紋者吸菸，否則說明指紋樣品中沒有可天寧的存在，證明提供指紋者不吸菸，該方法還適用於大麻酚、美沙酮、古柯鹼、嗎啡的藥物的代謝物的檢測，只需在製備探針時選擇相應的代謝物的抗體，其它步驟相同。
全文摘要
本發明屬於檢測技術領域，具體涉及顯現潛指紋並利用拉曼光譜檢測指紋的潛在信息的方法。本發明是在顯現汗液潛指紋的同時，用抗體特異性識別技術結合拉曼光譜法分析檢測顯現後的指紋代謝物中的特異性蛋白等潛在信息。首先選擇需要檢測的目標代謝物的抗體，和具有特徵拉曼信號的分子修飾金納米顆粒，製成檢測探針，將該探針與待測的指紋作用，使抗體通過特異性作用與被測指紋中的目標代謝物相結合發生免疫反應，然後利用銀染法將銀在指紋表面被還原，將樣品測試拉曼光譜。該方法能夠準確檢測指紋中汗液某種特徵代謝物的存在，靈敏高、快速、易操作具備特異性。
文檔編號G01N21/65GK102156119SQ201110117719
公開日2011年8月17日 申請日期2011年5月6日 優先權日2011年5月6日
發明者李鹿, 柴芳, 王婷婷, 王春剛, 羅順睿, 蘇忠民 申請人:東北師範大學