[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

本發明屬于數字微流控技術領域，具體為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，主要包括數字微流控芯片和表面增強拉曼探針兩部分。上述的數字微流控芯片由上、下極板兩部分組成。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。該方法基于介電潤濕原理對電極陣列上的離散液滴進行自動化操縱，實現芯片上反應體系的構建，并實時快速地輸出拉曼信號。本發明具有全自動處理、簡單快速、靈敏度高、適用于復雜生物體系等優點，且可通過程序控制實現多個樣本同時平行檢測，可廣泛應用于各種類型靶標的檢測，尤其是稀有樣本和傳染性樣本的檢測。

技術領域

本發明屬于數字微流控技術領域，主要涉及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。

背景技術

數字微流控技術(Digital Microfluidics，DMF)是一種新興的、基于介電潤濕效應在微電極陣列上實現對單個離散的液滴精準操縱的微流控技術。通過分別對電極陣列上不同的電極施加電壓，可以實現液滴的移動、生成、混合和分裂(1、Miller,E.M.；Ng,A.H.；Uddayasankar,U.；Wheeler,A.R.Anal Bioanal Chem 2011,399,337-345；2、Choi,K.；Ng,A.H.；Fobel,R.；Wheeler,A.R.Annu Rev Anal Chem 2012,5,413-440.)。數字微流控芯片由于其靈活性高、重構性強，易于與其他技術如光學、電化學、質譜、核磁等技術結合，在蛋白質分析、細胞培養等方面得到了廣泛應用，尤其適合步驟繁瑣、多重復操作的免疫反應(3、Ng,A.H.；Choi,K.；Luoma,R.P.；Robinson,J.M.；Wheeler,A.R.Anal Chem 2012,84,8805-8812.)。基于數字微流控技術的免疫反應與一般大體積下的免疫分析方法相比優勢在于：1、試劑消耗少：通過調控電極尺寸和芯片上、下極板的高度，液滴體積可控在納升至微升的范圍內；2、檢測時間短：由于反應集中在納升至微升的液滴里進行，擴散距離相比大體積降低了兩個數量級，加之數字微流控技術特有的動態孵育技術，使得抗原、抗體分子更快接觸免疫磁珠或者芯片表面，大大縮短免疫反應所需時間(4、Shamsi,M.H.；Choi,K.；Ng,A.H.；Wheeler,A.R.Lab Chip 2014,14,547-554.)；3、自動化：自動化過程代替技術人員的操作，減小了人為誤差，節省人力資源的同時得到重復、可信的結果，尤其適合傳染性樣本的檢測。

根據之前文獻報道，數字微流控平臺上的免疫分析方法一般以化學發光、熒光、電化學等技術作為檢測手段(5、Ng,A.H.；Choi,K.；Luoma,R.P.；Robinson,J.M.；Wheeler,A.R.Anal Chem 2012,84,8805-8812；6、Emani,S.；Sista,R.；Loyola,H.；Trenor,C.C.,3rd；Pamula,V.K.；Emani,S.M.Blood Coagul Fibrinolysis 2012,23,760-768；7、Rackus,D.G.；Dryden,M.D.；Lamanna,J.；Zaragoza,A.；Lam,B.；Kelley,S.O.；Wheeler,A.R.LabChip 2015,15,3776-3784.)。這些檢測手段提供了準確、靈敏的分析結果，但也不可避免地存在一些局限性。酶的使用大大增加了檢測成本，而且其不穩定性容易造成分析結果差異性大；熒光技術固有的光漂白的缺點，限制其檢測靈敏度的提高；電化學分析手段雖然具有靈敏、低成本的優勢，但數字微流控芯片上復雜的內置電極制作過程限制了其發展。因此，需要發展一種簡單、低成本和高靈敏的檢測分析技術。