[發明專利]一種用于檢測單個金納米顆粒表面生物分子的裝置及方法

在審

• 申請號: 201710111459.2
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106918543A
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: 張魯凝;黃亞琴
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01N15/10
• 分類號: G01N15/10
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司31225
• 代理人: 王小榮

1.一種用于檢測單個金納米顆粒表面生物分子的裝置，其特征在于，所述裝置包括光熱系統、用于尋找和選擇單個金納米顆粒的暗場顯微鏡、放置在暗場顯微鏡樣品臺上的微流控芯片樣品以及用于檢測光信號的雪崩二極管，所述光熱系統發射加熱光和檢測光并聚焦在微流控芯片樣品上，從微流控芯片樣品中反射出來的檢測光原路返回至雪崩二極管中，所述加熱光和檢測光到達微流控芯片樣品處時共焦點。

2.根據權利要求1所述的用于檢測單個金納米顆粒表面生物分子的裝置，其特征在于，所述的光熱系統包括檢測光發射單元以及加熱光發射單元，所述檢測光發射單元發射出的檢測光和加熱光發射單元發射出的加熱光在二向色鏡處重合，聚焦在微流控芯片樣品上。

3.根據權利要求2所述的用于檢測單個金納米顆粒表面生物分子的裝置，其特征在于，所述的加熱光發射單元包括依次設置的綠色激光器、斬波器、一號偏振片、一號1/2波片以及一號擴束器，一號擴束器得到的加熱光射在二向色鏡上，并通過二向色鏡的反射聚焦在微流控芯片樣品上。

4.根據權利要求3所述的用于檢測單個金納米顆粒表面生物分子的裝置，其特征在于，所述的加熱光為圓偏振光，加熱光的頻率為400～1000HZ，加熱光的功率為0～50mW。

5.根據權利要求3所述的用于檢測單個金納米顆粒表面生物分子的裝置，其特征在于，所述的檢測光發射單元包括依次設置在的紅色激光器、二號偏振片、二號1/2波片、二號擴束器及分光棱鏡，所述分光棱鏡中射出檢測光透過二向色鏡，并和加熱光重合，然后聚焦在微流控芯片樣品上，檢測光聚焦到微流控芯片樣品后原路返回，并透過二向色鏡到達分光棱鏡，然后射入雪崩二極管中，獲得光熱信號。

6.根據權利要求5所述的用于檢測單個金納米顆粒表面生物分子的裝置，其特征在于，所述的檢測光為線偏振光。

7.根據權利要求1所述的用于檢測單個金納米顆粒表面生物分子的裝置，其特征在于，所述的微流控芯片樣品包括底層的石英載玻片、中間的PDMS層以及覆蓋在PDMS層上方的蓋玻片，待檢測金納米顆粒覆載在蓋玻片上，所述石英載玻片和PDMS層通過等離子鍵合，所述蓋玻片與PDMS層通過吸附力結合。

8.根據權利要求7所述的用于檢測單個金納米顆粒表面生物分子的裝置，其特征在于，所述的PDMS層通過鑄造模具然后澆筑而成，所述PDMS層的中央設置直徑為8mm的貯液腔體，在貯液腔體的兩側分別設置直徑為1mm的進液孔和出液孔，所述進液孔通過寬度為0.4mm、深度為0.1mm的進液流道槽與貯液腔體連通，所述出液孔通過寬度為0.2mm、深度為0.1mm的出液流道槽與貯液腔體連通，所述蓋玻片覆蓋住貯液腔體并露出進液孔和出液孔。

9.一種采用如權利要求1～8任一所述檢測裝置進行的檢測單個金納米顆粒表面生物分子的方法，其特征在于，所述方法包括以下幾個步驟：

(1)將裸露的金納米顆粒覆載在蓋玻片的底部下表面，然后將蓋玻片覆蓋在PDMS層上且裸露的金納米顆粒位于貯液腔體內，得到微流控芯片樣品，并將微流控芯片樣品放置在暗場顯微鏡的樣品臺上；

(2)選定合適的單個裸露的金納米顆粒，然后光熱系統向微流控芯片樣品發射加熱光和檢測光，并通過雪崩二極管檢測該單個裸露的金納米顆粒的光熱信號；

(3)通過蠕動泵向PDMS層的進液孔中加入帶有生物分子的溶液，然后光熱系統向微流控芯片樣品發射檢測光和加熱光，通過雪崩二極管實時監測生物分子修飾上金納米顆粒表面過程中其光熱信號的變化；

(4)通過蠕動泵向PDMS層進液孔中加入緩沖液，將未修飾上金納米顆粒表面的多余的生物分子的溶液沖洗掉，再通過蠕動泵加入能夠誘導生物分子構象發生變化的溶液，然后光熱系統向微流控芯片樣品發射檢測光和加熱光，通過雪崩二極管實時監測生物分子在金納米顆粒表面構象變化過程中其光熱信號的變化；

(5)分析步驟(2)、(3)和(4)中各光熱信號的變化，得到生物分子的類型及構象變化的信息。

10.根據權利要求9所述的用于檢測單個金納米顆粒表面生物分子的方法，其特征在于，所述生物分子的溶液中含有手性生物分子或具有構象變化的生物分子。