艾滋病是一種危害性極大的傳染病，由艾滋病病毒（HIV）引起。HIV是一種能攻擊人體免疫系統(tǒng)的病毒。它把人體免疫系統(tǒng)中最重要的CD4T淋巴細胞作為主要攻擊目標，大量破壞該細胞，使人體喪失免疫功能。因此，人體易于感染各種疾病，并可發(fā)生惡性腫瘤，病死率較高。 杰克遜州立大學(xué)的研究人員成功使用SERS技術(shù)檢測了艾滋病病毒（HIV）。為了此項研究，他們首先測試了各種形狀的金納米顆粒，從而確定哪種納米顆粒顯示出最大的電磁增強效應(yīng)。

實驗方法

使用羅丹明6G染料測試了球形，籠狀和爆米花狀的金納米顆粒，使用海洋光學(xué) QE 系列光譜儀、670 nm 激光器和光纖拉曼探頭（圖 1）進行檢測。爆米花形的納米粒子，拉曼信號的電磁增強度是其他構(gòu)象的50多倍，這很可能是由于納米粒子上的尖端在已知表面的電鍍刺激之外產(chǎn)生了”避雷針效應(yīng)”。

圖1：用于SERS檢測的模塊化光纖拉曼光譜系統(tǒng)。

選定爆米花形狀的金納米粒子后，使其與直徑小于50納米的氧化石墨烯碎片結(jié)合，形成混合SERS探針（圖2）。這種混合探針具有檢測低濃度病毒的能力。

圖2：爆米花形金納米粒子（尖刺球）可對SERS信號產(chǎn)生電磁增強作用，偶聯(lián)氧化石墨烯氧化物（灰色網(wǎng)格）則提供化學(xué)增強作用。實驗結(jié)果

之前關(guān)于SERS檢測HIV的研究工作通常使用標簽或標記方法，這些標簽或標記必須附著在特定的基因序列上。相比之下，SERS技術(shù)使用了一部分HIV-gag基因作為DNA探針。每個測試結(jié)果中可觀測到的拉曼峰都可與文獻報告數(shù)據(jù)對應(yīng)，從而確認觀察到的拉曼光譜是否由于病毒引起（圖3）。

圖3. 基于SERS的HIV-1 gag基因檢測。（黑色：混合探針；紅色：單獨金納米粒子探針）

實驗結(jié)論

通過結(jié)合氧化石墨烯和金納米粒子，以增強SERS探針化學(xué)性質(zhì)和電磁效應(yīng)，從而制成一個用于檢測HIV等病毒的高靈敏度SERS探針。使用便攜式模塊化光譜系統(tǒng)進行檢測可進一步提高此方法在實際臨床診斷中的可行性。