[發明專利]一種基于表面增強拉曼散射的微流控檢測芯片

有效

• 申請號: 201410054113.X
• 申請日: 2014-02-18
• 公開（公告）號: CN104849254B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 楊浩;鄧敏;高姍;康琳;王景林;崔大祥
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍事醫學科學院微生物流行病研究所
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 關暢,陳曉慶

技術領域

本發明涉及一種基于表面增強拉曼散射的微流控檢測芯片。

背景技術

一束單色光在入射到不均勻的介質時會被介質分子散射，如入射光的頻率、光子能量大小和光子方向均發生改變時，我們稱該非彈性散射為拉曼散射。拉曼散射光譜可被用于表征分子的振動能級，在化學、物理學、生物醫學等領域均有著重要的應用。在采用拉曼散射光譜進行檢測時對待檢樣品狀態無特殊要求，液相、固相、氣相樣品均可測定，且具有非接觸、對樣品無破壞性的優點，因此在生物樣品分析、醫學檢測、環境監測等方面有著巨大的應用潛力。

然而，在激光光源問世前，由于拉曼散射光譜分析的靈敏度太低，一度阻礙了這種分析手段的應用。自1974年弗萊希曼（Fleischman M,et al,Chem.Phys.Lett.1974,26,163-166）等研究人員首次在粗糙的銀電極表面觀察到吡啶分子的增強拉曼散射信號以來，這種新的表面光化學效應-表面增強拉曼散射（Surface Enhanced Raman Scattering，SERS）為拉曼散射光譜在分析領域，特別是在超靈敏生物醫學檢測中的應用起到了重要的推動作用。表面增強拉曼散射是指在以粗糙的貴金屬（如金、銀、銅等）或其納米溶膠為基底表面對待檢物分子進行分析時能得到顯著增強的拉曼散射光譜信號。表面增強拉曼散射的增強數量級極高，本實驗室以細菌為模板合成的中空多孔銀微球作為基底對巰基吡啶進行檢測，最低檢測限可達10^-15M，增強因子達到10¹¹（Dapeng Yang,et al,Green Chem.2010,12,2038-2042）。

免疫層析檢測技術是上世紀80年代發展起來的一種生物分析手段，以膠體金、膠體硒、著色乳膠微球等標記抗體或抗原后為示蹤探針，當液態待檢樣本在毛細作用驅動下依次通過樣品墊、示蹤探針墊、固化有靶配體的硝酸纖維素膜、吸水墊時在硝酸纖維素膜上捕獲并呈色相應的靶分子。該技術具有制備成本極低、操作簡單（只有加樣一個操作步驟）、檢測通量靈活和快速（15分鐘內得到結果）的優點，因而在生物醫學檢測領域得到了廣泛的應用。但是，由于上述常見的標記材料和基于硝酸纖維素膜檢測方案固有的限制，該技術檢測靈敏度較低，且無法進行靶分子的精確定量分析。

截至目前，已有多種不同的基于表面增強拉曼散射光譜分析的微流控芯片方案用于分析領域，如專利申請號為201110131032.1的專利《微流控表面增強拉曼散射檢測器件及其制備方法與應用》，采用基于納米凹孔表面粗糙化活性基底所制備的微流控芯片；專利申請號為201010117672.2的專利《一種基于表面增強拉曼散射活性基底的微流控檢測器件》，采用在襯底上制備納米柱或納米纖維直立結構并濺射金屬納米顆粒層得到表面增強拉曼散射活性基底來構建微流控檢測器件；又如專利申請號為201110040128.7的專利《一種陣列型微流控表面增強拉曼散射專用檢測芯片的分析系統》，采用多點陣活性反應區固化不同的腫瘤標志物，利用各種腫瘤標志物的拉曼指紋圖譜庫來進行多標志物的無標記腫瘤標志物分析；再如申請號為200610008767.4的專利《具有表面增強拉曼散射光譜活性基底的微流控芯片及制備方法》，采用物理蒸發、濺射或化學沉積的方法結合掩膜技術制備幣族金屬薄膜層來制備具有表面增強拉曼散射光譜活性基底的微流控芯片等等。采用外源性驅動力來驅動待檢樣品的進樣，該類專利的設計方案必須在配套的檢測儀中設置樣品驅動模塊，使得檢測儀的設計復雜化，同時也提高了檢測儀的制備成本。從實際應用的角度出發，功能模塊的增加也會增加設備的重量，降低設備的便攜性。此外，高深寬比的垂直孔狀結構或長徑比的垂直柱形結構在加工制備過程中也不利于濺射或沉積金屬層，增加了制備加工的復雜度。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于表面增強拉曼散射的微流控檢測芯片。

本發明提供的一種微流控檢測芯片，是基于表面增強拉曼散射的原理制成的，該微流控檢測芯片由可產生毛細驅動力的材料、活性基底、結合物墊和樣品墊按照所述順序依次搭接固定在載體上而成；

所述載體可為任何用于試紙條制備或芯片制備的載體，具體可如塑料殼體；

所述結合物墊為固化有外源性拉曼探針的聚酯薄膜或玻纖膜；

所述固化的方式為非化學鍵結合；

所述外源性拉曼探針為能與待檢物質相互作用的配體和具有拉曼活性的外源性分子共同包覆的貴金屬納米粒子構成的靶向性探針；

所述靶向性是指特異性針對待檢物質；