[發(fā)明專利]基于SERS檢測(cè)的微流控芯片、制備方法及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610271856.1
• 申請(qǐng)日: 2016-04-27
• 公開（公告）號(hào): CN105854964B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳化平;劉愛萍;李吉泉;丁浩;柴國(guó)鐘;朱凱;曹彬彬;吳兵兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué);浙江理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B01L3/00
• 分類號(hào): B01L3/00;G01N21/65
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司33201
• 代理人: 王兵,黃美娟

1.基于SERS檢測(cè)的微流控芯片的制備方法，包括以下步驟：

1)制備超疏水二氧化鈦涂覆液：將二氧化鈦粉末與無水乙醇混合后在50～100Hz條件下超聲配成的二氧化鈦懸浮液，再加入硅烷，繼續(xù)在50～100Hz條件下超聲混勻，然后室溫下反應(yīng)10～15h，得到超疏水二氧化鈦涂覆液；所述的無水乙醇的加入量以二氧化鈦質(zhì)量計(jì)為0.01～0.02g/mL，所述硅烷與二氧化鈦懸浮液體積比為0.01～0.03：1；

2)制備帶超疏水層的基體：利用旋涂機(jī)將超疏水二氧化鈦涂覆液分次旋涂到清洗干凈的玻璃片基體表面，然后置于烘箱中100～120°處理1～2h，得到帶超疏水層的基體；所述的超疏水二氧化鈦涂覆液的涂覆用量為0.1～0.2g/cm³；

3)制備掩膜板：通過高分辨的激光打印機(jī)在膠片上打印用于透光的T形流道，制成掩膜板，其中所述的T形流道由橫流道和垂直于橫流道中間位置的豎流道組成，所述的橫流道以中間位置為軸對(duì)稱從兩端向中間位置劃分成若干相應(yīng)對(duì)稱的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域均勻分布疏水微圖案，所述的疏水微圖案所對(duì)應(yīng)基體相應(yīng)位置的位置為超疏水區(qū)，疏水微圖案之外的部分為超親水區(qū)；所述橫流道沿兩端向中間位置所述區(qū)域內(nèi)疏水微圖案?jìng)€(gè)數(shù)遞減，即相鄰疏水微圖案間的間距逐漸遞增；所述的豎流道設(shè)計(jì)成楔形流道，末端作為檢測(cè)區(qū)；

4)制備芯片：將掩膜板覆蓋在帶超疏水涂層的基體表面，然后開啟UV光源，紫外光透過所述的掩膜板，照射到超疏水涂層表面，被曝光區(qū)域由超疏水轉(zhuǎn)變?yōu)槌H水，而基體剩余的部分仍為超疏水，即可將掩膜板上的T形流道復(fù)制到基體的超疏水表面上。

2.如權(quán)利要求1所述的基于SERS檢測(cè)的微流控芯片的制備方法，其特征在于：所述的硅烷為十八烷基三甲氧基硅烷。

3.如權(quán)利要求1所述的基于SERS檢測(cè)的微流控芯片的制備方法，其特征在于：步驟1)中的第一次超聲時(shí)間為30～60min，第二次超聲時(shí)間為10～20min。

4.如權(quán)利要求1所述的基于SERS檢測(cè)的微流控芯片的制備方法，其特征在于：步驟1)中的基體為玻璃片、金屬片或者棉織品片。

5.如權(quán)利要求4所述的基于SERS檢測(cè)的微流控芯片的制備方法，其特征在于：所述的基體的清潔方式為：將基體依次在丙酮、乙醇、去離子水中超聲10～20min，超聲頻率為50～100Hz。

6.如權(quán)利要求1所述的基于SERS檢測(cè)的微流控芯片的制備方法，其特征在于：步驟2)中的旋涂次數(shù)為五次，每次取50μL二氧化鈦涂覆液旋涂到洗凈的基體表面。

7.如權(quán)利要求6所述的基于SERS檢測(cè)的微流控芯片的制備方法，其特征在于：旋涂機(jī)的轉(zhuǎn)速為1000～2000rad/min。

8.權(quán)利要求1～7任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的制備方法得到的基于SERS檢測(cè)的微流控芯片，其特征在于：包括基體和設(shè)置在基體表面的T形親水流道，所述的T形親水流道由橫流道和垂直于橫流道中間位置的豎流道組成，所述的橫流道以中間位置為軸對(duì)稱從兩端向中間位置劃分成若干相應(yīng)對(duì)稱的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域均勻分布疏水微圖案，所述的疏水微圖案所對(duì)應(yīng)基體相應(yīng)位置的位置為超疏水區(qū)，疏水微圖案之外的部分為超親水區(qū)；所述橫流道沿兩端向中間位置所述區(qū)域內(nèi)疏水微圖案?jìng)€(gè)數(shù)遞減，即相鄰疏水微圖案間的間距逐漸遞增，因而在橫流道內(nèi)從兩端到中心形成疏水到親水的潤(rùn)濕梯度，潤(rùn)濕梯度能驅(qū)動(dòng)液滴自發(fā)運(yùn)動(dòng)；所述的豎流道設(shè)計(jì)成楔形流道，末端為檢測(cè)區(qū)，豎流道的楔形結(jié)構(gòu)能驅(qū)動(dòng)融合后的液滴繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，直到混合液滴運(yùn)動(dòng)到流道末端的檢測(cè)區(qū)。

9.如權(quán)利要求8所述的基于SERS檢測(cè)的微流控芯片，其特征在于：所述的豎流道為楔形流道，其中楔形角為4～8°。

10.如權(quán)利要求9所述的基于SERS檢測(cè)的微流控芯片在同時(shí)檢測(cè)液體待分析物中的應(yīng)用，其特征在于：所述的應(yīng)用方法按以下步驟進(jìn)行：

(1)配置1～100nM含待分析物的溶液和濃度為0.3～0.5mM的Au納米粒子溶液；

(2)在T形流道的橫流道其中一個(gè)流道進(jìn)口處滴入5～10μL的Au納米粒子溶液，同時(shí)，在另一個(gè)流道進(jìn)口處滴入5～10μL的含待分析物的溶液；

(3)兩個(gè)液滴在橫流道交匯處融合，并在豎流道內(nèi)充分混合后運(yùn)動(dòng)到豎流道末端的制定檢測(cè)區(qū)，在檢測(cè)區(qū)進(jìn)行原位的拉曼檢測(cè)定，得到混合溶液的SERS光譜圖，從而可以確定含待分析物的溶液中待分析物的濃度。