表面增強拉曼光譜方法研究生物分子結構與功能

2020-12-03 上海交通大學新聞網

趙冰教授於1992年6月獲吉林大學理學博士學位， 2001聘為吉林大學教授。2001-2003 美國紐約市立大學從事博士後研究工作。曾在英國曼徹斯特大學，日本關西學院大學，韓國江原大學任客座教授和高級訪問學者。研究工作主要是利用光譜學的方法研究各種組裝過程及組裝體結構。包括基於半導體納米粒子SERS基底的理論與應用研究；蛋白質等生物體系結構的SERS研究；SERS方法在環境、醫藥等領域的應用。目前承擔國家重大科研儀器設備研製專項、國家自然科學基金面上項目等課題。擔任《Appl Spectrosco》，《光譜學與光譜分析》, 《光散射學報》編委，中國物理學會光散射專業委員會副主任。中國儀器儀表學會分析儀器分會副理事長。

表面增強拉曼光譜（SERS）是一種靈敏度高、選擇性好、通用性強的分析技術。隨著儀器、數據分析手段的進步和多種生物技術的廣泛應用，SERS得到了迅速發展。目前，SERS在生物領域的部分應用已相對成熟，但仍有一些有待解決瓶頸問題：

1、趙冰教授團隊將蛋白質電泳，Western免疫印跡分析，膠體銀染法和SERS檢測相結合，建立了一種新的分析方法「Western-SERS」， 用於無標記蛋白質檢測。為了提高固相載體上蛋白質SERS光譜的重現性，開發了一種酸化硫酸鹽作為聚集劑，用於誘導蛋白質-銀混合溶液中的高電磁SERS增強效應[1,2]。

2、利用SERS技術發展了一種新的定量MTT活性檢測方法。團隊發現金納米粒子的加入和632.8 nm激發的共振效應使甲臢信號增強，大大提高了方法的靈敏度。結果表明，MMT殘留、血清、藥物等背景對甲臢的檢測無明顯幹擾，甲臢的檢出限低至1 ng/mL [3]。

3、通過SERS研究了細胞色素C（Cyt c）在貴金屬和過渡金屬上的電子轉移過程（ET）。結果表明，從Cyt c還原態到銀基底可以發生電子轉移，該過程與激發波長有關。電子可以直接從鎳和鈷轉移至Cyt c氧化態，從而使這些過渡金屬納米粒子（NPs）具有還原活性。本研究表明過渡金屬承擔了Cyt c電子供體作用，用SERS的電荷轉移理論解釋Cyt c和銀納米粒子之間的電子轉移過程[4,5]。

References:

1.Anal. Chem. 2008, 80（8）, 2799-2804

2.Anal. Bioanal. Chem. 2009, 394, 1719-1727

3.Anal. Chem. 2013, 85, 7361-7368

4.Analyst, 2016, 141, 5181

5.Chem.-A Euro J. （DOI: 10.1002/chem.201702307）

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