[發(fā)明專利]一種微流控生物檢測系統(tǒng)及方法

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• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN109520994A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 劉曄;周飛;王紅成;凌東雄
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;B01L3/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 程華

本發(fā)明公開一種微流控生物檢測系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)包括：微流控生物芯片、倏逝波光纖SERS探針和便攜式拉曼光譜儀；微流控生物芯片包括微流控通道和探針接口，微流控通道位于微流控生物芯片的內(nèi)部，探針接口從微流控生物芯片外部貫穿至微流控生物芯片內(nèi)部的微流控通道的檢測區(qū)；探針包括傳輸段和敏感段，敏感段由倏逝波光纖結構和具有局域場增強特性的貴金屬納米結構組成，倏逝波光纖結構位于傳輸段的第一端，貴金屬納米結構位于倏逝波光纖結構的表面；在進行微流控生物檢測時，探針的敏感段通過探針接口伸入微流控通道的檢測區(qū)；傳輸段的第二端與便攜式拉曼光譜儀連接。本發(fā)明可有效降低基底的制備難度和成本，提高微流控生物檢測靈敏度。

技術領域

本發(fā)明涉及微流控生物檢測領域，特別是涉及一種微流控生物檢測系統(tǒng)及方法。

背景技術

微流控生物檢測是指利用微流控生物芯片對生物樣品進行檢測，具有集成度高、消耗試劑少、分析速度快、高通量等優(yōu)點，在生物醫(yī)學、生命科學等研究中具有重要應用。表面增強拉曼散射(surface enhanced Raman scattering,SERS)光譜作為一類重要的光譜技術，已被廣泛應用于微流控生物檢測中。

為了實現(xiàn)微流控生物SERS光譜檢測，SERS基底和拉曼光譜檢測儀器兩者必不可少。目前，微流控SERS基底的常用構筑方法主要有以下兩種：一種通過將貴金屬納米顆粒溶膠與待測生物溶液在微流控通道中均勻混合以實現(xiàn)SERS增強，另一種為在微流控通道固定位置制備貴金屬納米結構而實現(xiàn)SERS增強。進行拉曼光譜檢測時，考慮到生物分子的拉曼散射截面小、易發(fā)生光損傷和光致變性等，人們通常需采用具有高檢測靈敏度的大型共聚焦顯微拉曼光譜儀以實現(xiàn)生物分子SERS光譜的采集。

基于上述微流控SERS光譜檢測技術，人們已在實驗室實現(xiàn)多種生物分子的檢測；但是，現(xiàn)有微流控生物SERS檢測方法依然存在著以下問題限制其廣泛應用：(1)受到微流控通道尺寸的限制，上述微流控SERS基底的制備難度較大，且考慮到貴金屬顆粒表面分子脫附困難，基底通常只能單次使用；(2)光譜檢測需采用大型顯微共聚焦拉曼光譜儀，儀器昂貴且笨重，難以滿足現(xiàn)場生物檢測的需求；(3)生物分子的檢測靈敏度有待進一步提升。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種微流控生物檢測系統(tǒng)及方法，以克服現(xiàn)有微流控生物SERS檢測方法或系統(tǒng)的缺陷，提高生物分子的檢測靈敏度。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種微流控生物檢測系統(tǒng)，包括：微流控生物芯片、倏逝波光纖SERS探針和便攜式拉曼光譜儀；

所述微流控生物芯片包括微流控通道和探針接口，所述微流控通道位于所述微流控生物芯片的內(nèi)部，所述探針接口從所述微流控生物芯片外部貫穿至所述微流控生物芯片內(nèi)部的微流控通道的檢測區(qū)；

所述倏逝波光纖SERS探針包括傳輸段和敏感段，所述敏感段由倏逝波光纖結構和具有局域場增強特性的貴金屬納米結構組成，所述倏逝波光纖結構位于所述傳輸段的第一端，所述貴金屬納米結構位于所述倏逝波光纖結構的表面；在進行微流控生物檢測時，所述倏逝波光纖SERS探針的敏感段通過所述探針接口伸入所述微流控通道的檢測區(qū)；所述傳輸段的第二端與所述便攜式拉曼光譜儀連接。

可選的，所述微流控通道的檢測區(qū)的橫截面直徑大于所述倏逝波光纖SERS探針的直徑，所述微流控通道的檢測區(qū)的深度大于所述倏逝波光纖SERS探針的敏感段的長度。

可選的，所述微流控通道的直徑與所述倏逝波光纖SERS探針的直徑在同一個量級。

可選的，所述倏逝波光纖結構包括單光纖錐、雙光纖錐或光纖組合錐。

可選的，所述傳輸段的第二端與所述便攜式拉曼光譜儀的連接方式為空間光路耦合連接或光纖耦合連接。

本發(fā)明還提供一種微流控生物檢測方法，包括：