[發明專利]一種基于數字微流控技術和表面增強拉曼散射技術的靶標檢測方法及系統

在審

• 申請號: 201711459332.6
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108072643A
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 楊朝勇;王楊;阮慶宇;鄭萍萍;林水潮;朱志;周雷激
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;B01L3/00
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;游學明

1.一種基于數字微流控技術和表面增強拉曼散射技術的靶標檢測系統，其特征在于，該檢測系統包括數字微流控芯片、表面增強拉曼探針、拉曼信號采集單元和用于靶標載體的磁珠四部分，其中，所述的數字微流控芯片由上、下極板兩部分組成，下極板由下至上包括襯底、電極陣列、介質層和疏水層，上極板由上至下包括基底、導電層和疏水絕緣層；表面增強拉曼探針包括金屬核、拉曼報告分子、殼層三部分，拉曼報告分子包埋在核殼結構之間；表面增強拉曼探針用于和磁珠孵育，使探針標記在形成免疫復合物的磁珠上；芯片上的洗滌過程是通過永久磁鐵或者電磁鐵固定芯片上的磁珠，通過操控電極將不包含磁珠的上清液移走至廢液池。

2.根據權利要求1所述的基于數字微流控技術和表面增強拉曼散射技術的靶標檢測系統，其特征在于：所述的電極陣列為襯底上的金屬電極陣列，包括貯液池電極、驅動電極以及接觸電極三部分。

3.根據權利要求1所述的基于數字微流控技術和表面增強拉曼散射技術的靶標檢測系統，其特征在于：所述的介質層為介電性能良好、透明度高、抗擊穿能力強的介電材料；疏水層所用材料為特氟龍的水相分散液或者油相分散液。

4.根據權利要求1所述的基于數字微流控技術和表面增強拉曼散射技術的靶標檢測系統，其特征在于：數字微流控芯片的上、下極板之間填充油。

5.根據權利要求1所述的基于數字微流控技術和表面增強拉曼散射技術的靶標檢測系統，其特征在于：液滴中加入表面活性劑。

6.一種基于數字微流控技術和表面增強拉曼散射技術的靶標檢測方法，采用了權利要求1至5任一項所述的靶標檢測系統，包括如下步驟：

(1)免疫磁珠的準備：選擇順磁性磁珠作為固相載體，并包被相應的捕獲抗體用于特異性捕獲樣品中的靶標；

(2)芯片組裝及上樣：在數字微流控芯片上引入一個含有免疫磁珠的液滴，組裝上極板并在芯片上、下極板之間填充油，分別在不同的貯液池引入洗液、樣品、帶有生物素標記的檢測抗體、鏈酶親和素和生物素化的表面增強拉曼探針液滴；

(3)免疫反應：依次生成含有樣品和檢測抗體的液滴，相繼與免疫磁珠進行動態孵育，形成磁珠-抗體-抗原-抗體免疫復合物，每次孵育后進行充分洗滌；

(4)拉曼探針標記：依次生成含有鏈酶親和素和表面增強拉曼探針的液滴，相繼與磁珠進行動態孵育，探針標記在形成免疫復合物的磁珠上，每次孵育后進行充分洗滌；

(5)拉曼信號采集：移走廢液及貯液池中未反應的液滴，將芯片及含磁珠的液滴置于拉曼采集平臺上進行信號采集。

7.根據權利要求6所述的基于數字微流控技術和表面增強拉曼散射技術的靶標檢測方法，其特征在于：步驟(3)和(4)中，液滴的生成通過依次控制貯液池電池和相鄰驅動電極的通斷電實現。

8.根據權利要求6所述的基于數字微流控技術和表面增強拉曼散射技術的靶標檢測方法，其特征在于：步驟(3)和(4)中，芯片上的動態孵育步驟通過控制相應電極的通斷電實現，設置程序使液滴在相鄰的上、下、左、右四個相鄰的電極上自動化循環往復運動。

9.根據權利要求6所述的基于數字微流控技術和表面增強拉曼散射技術的靶標檢測方法，其特征在于：步驟(3)和(4)中，芯片上的洗滌過程是通過永久磁鐵或者電磁鐵固定芯片上的磁珠，通過操控電極將不包含磁珠的上清液移走至廢液池，并從清洗液的貯液池中生成一個洗液液滴，對磁珠進行重懸混勻。

10.根據權利要求6所述的基于數字微流控技術和表面增強拉曼散射技術的靶標檢測方法，其特征在于：步驟(5)中，拉曼信號采集采用大型拉曼儀器或者小型便攜式拉曼采集儀。