一种表面增强拉曼散射基底、检测芯片及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种表面增强拉曼散射基底、检测芯片及制备方法，在基体的表面制备一层金膜，然后向金膜滴加生物素；同时将链霉亲和素与金纳米颗粒孵化反应，离心后去除上清液，再滴加在金膜上，自组装形成单层的金膜

【技术实现步骤摘要】
一种表面增强拉曼散射基底、检测芯片及制备方法


[0001]本专利技术涉及表面增强拉曼光谱分析和微流控芯片
，具体涉及一种表面增强拉曼散射基底、检测芯片及制备方法。

技术介绍

[0002]拉曼散射光谱可以检测分析物的指纹峰，具有窄谱带和超高灵敏度，还可以非常迅速提供分析物信息，实时检测。另外拉曼光谱可以对样品进行无接触检测，光谱成像简单，分析快速，操作简单。但是普通拉曼光谱的信号极弱，因此在应用上存在很大局限性。表面增强拉曼散射(SERS)的出现解决了拉曼散射微弱的问题，SERS是一种强大的振动光谱技术，可通过放大由局部表面等离子体激元激发而产生的电磁场，来对低浓度分析物进行高灵敏度的结构检测。
[0003]微流控是指在微米级别尺度上实现操作微观物体及分析微量样品的技术。微流控芯片的设计理念和最终目的就是将分析实验室的功能转移到便携的微型化、集成化的芯片上，实现个人化，家用化。自微流控芯片发展以来，芯片的制作材料、加工技术操作及检测方法日渐成熟。微流控的优势在于消耗样品少、高通量化、集成小型化和自动化，污染少。因此，近年来微流控在生物医学领域的应用受到格外重视，如核酸检测、蛋白质检测、临床诊断、细胞分析等。微流控芯片与检测器结合构成微流控芯片分析系统，使得微流控芯片的研发及应用不断获得发展。
[0004]基于上述，进一步寻找提高表面增强拉曼散射基底的增强效果、提高微流控芯片的应用范围及检测水平，具有重要应用价值。

技术实现思路

[0005]基于上述背景，本专利技术提供了解决上述问题的一种表面增强拉曼散射基底、检测芯片及制备方法，提高了表面增强拉曼散射基底的增强效果，并通过设计微流控结构，提高微流控芯片的应用范围及检测水平，适用于在有机分子官能团的检测或光学信号检测中的应用。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0007]一种表面增强拉曼散射基底，采用金膜
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单分子金颗粒自组装结构，金膜与金颗粒通过生物素
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亲和素链接，且生物素采用带有PEG
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SH官能团的生物素，亲和素采用带有SH官能团的亲和素。
[0008]进一步优选，所述金膜的厚度为200nm～300nm。
[0009]进一步优选，所述金颗粒的直径为200nm～250nm。
[0010]进一步优选，所述生物素携带的PEG的分子量为1000D～10000D。
[0011]生物素携带的PEG的分子量优选为1000D、3400D或10000D，可以根据分子量的大小调节金球与金膜的距离。此外，金膜的厚度以及金颗粒的粒径大小均会影响到金膜与金颗粒之间的距离。
[0012]Fano共振是一种会产生非对称线形的散射共振现象，通过调控Fano共振的峰位和凹陷深度，可以实现不同激光波长的SERS增强。本专利技术利用biotin
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avidin链接金颗粒和金膜实现自组装颗粒膜结构，可以根据调整颗粒膜结构的尺寸(如金膜与金颗粒之间的距离)，调控Fano共振的共振峰位和凹陷深度，适用于785nm的拉曼激光。
[0013]一种表面增强拉曼散射基底的制备方法，包括以下步骤：
[0014]步骤A：在基体上制备形成一层金膜；
[0015]步骤B：在金膜上滴加带有PEG
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SH官能团的生物素；
[0016]步骤C：孵化SH官能团的亲和素与纳米金颗粒，离心后去除上清液，滴加在步骤B处理后的金膜上，继续反应获得金膜
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单分子金颗粒自组装结构基底。
[0017]进一步优选，通过调整金膜与金颗粒结构尺寸，以实现调控Fano共振的共振峰位和凹陷深度；调整因素包括PEG
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SH官能团的生物素的浓度、生物素携带的PEG的分子量和金颗粒的直径中的一个或多个。
[0018]进一步优选，所述带有PEG
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SH官能团的生物素的浓度为0.1mM～10mM；和/或生物素携带的PEG的分子量为1000D～10000D；和/或金颗粒的直径为200nm～250nm。
[0019]一种表面增强拉曼散射检测芯片，包括PDMS微流控板和表面增强拉曼散射基底层，所述表面增强拉曼散射基底采用上述的一种表面增强拉曼散射基底，或者采用上述的一种表面增强拉曼散射基底的制备方法制备的基底。
[0020]微流控芯片与SERS相结合的系统可对微量生物样品进行无损、快速、高灵敏度且高通量的检测分析，在生物医学领域有巨大的应用潜力。本专利技术利用biotin
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avidin链接金颗粒和金膜实现自组装颗粒膜结构，利用PEG作为介质层膜，实现对Fano共振的激发，增强SERS强度。
[0021]进一步优选，所述PDMS微流控板由上至下依次包括第一微流控层、第二微流控层和基体；所述第一微流控层上设有第一微流控通道，所述第一微流控通道设有一个入口和两个出口，呈Y字型结构；第一微流控通道的入口用于注入检测样本；所述第二微流控层上设有第二微流控通道，所述第二微流控通道为两条独立通道；每条独立通道沿检测样本流通方向，包括入口、检测区和出口；第一个通道的入口与第一微流控通道的一个出口连通，第二个通道的入口设有过滤膜、且与第一微流控通道的另一个出口连通；所述基体的检测区设有表面增强拉曼散射基底层，用于拉曼光谱检测；两条独立通道的检测区与基体的检测区对应。
[0022]本专利技术设置过滤膜的目的是，对待检测血液样本中细胞进行分离，实现血清和血液分区独立检测。工作原理为：将待检测的血液样本由第一微流控通道的入口注入，然后通过Y字型结构通道分成两条支路，分别流到Y字型结构通道的两个出口；部分待检测血液样本经一个出口直接进入第二微流控通道的第一个通道的入口处，这样没经过过滤处理的待检测血液样本进入第一通道；另一部分待检测血液样本经另一个出口进入第二微流控通道的第二个通道的入口处，经过滤膜过滤处理后进入第二通道；两个独立通道内的待检测血液样本由入口处流通至两个对应的检测区，检测区与玻璃片上的检测区对应，进入检测；最后废液从两个通道的出口排出。
[0023]进一步优选，所述第一微流控通道和第二微流控通道的宽度均为100um～300um，深度均为100um～300um。
[0024]本专利技术具有如下的优点和有益效果：
[0025]本专利技术实质上提供了一种自组装Fano共振SERS芯片、制备方法以及基于微流控的自组装Fano共振SERS芯片。首先，在基体的表面制备一层金膜，然后向金膜滴加生物素；同时将链霉亲和素与金纳米颗粒孵化反应，离心后去除上清液，再滴加在金膜上，自组装形成单层的金膜
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金球结构，产生法诺共振光学响应，制得高增强的SERS基底。本专利技术的SERS基底与PDMS微流控芯片结合，提高了微流控芯片的应用范围及检测水平，并且制作方法简单，操作简单，便于携带，可实现同时检测血清和血液。
[0026]本专利技术金膜
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单分子金颗粒自组装结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表面增强拉曼散射基底，其特征在于，采用金膜
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单分子金颗粒自组装结构，金膜与金颗粒通过生物素
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亲和素链接，且生物素采用带有PEG
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SH官能团的生物素，亲和素采用带有SH官能团的亲和素。2.根据权利要求1所述的一种表面增强拉曼散射基底，其特征在于，所述金膜的厚度为200nm～300nm。3.根据权利要求1所述的一种表面增强拉曼散射基底，其特征在于，所述金颗粒的直径为200nm～250nm。4.根据权利要求1所述的一种表面增强拉曼散射基底，其特征在于，所述生物素携带的PEG的分子量为1000D～10000D。5.一种表面增强拉曼散射基底的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A：在基体上制备形成一层金膜；步骤B：在金膜上滴加带有PEG
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SH官能团的生物素；步骤C：孵化SH官能团的亲和素与纳米金颗粒，离心后去除上清液，滴加在步骤B处理后的金膜上，继续反应获得金膜
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单分子金颗粒自组装结构基底。6.根据权利要求5所述的一种表面增强拉曼散射基底的制备方法，其特征在于，通过调整金膜与金颗粒结构尺寸，以实现调控Fano共振的共振峰位和凹陷深度；调整因素包括PEG
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SH官能团的生物素的浓度、生物素携带的PEG的分子量和金颗粒的直径中的一个或多个。7.根据权利要求5所述的一种表面增强拉曼散射基底的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚天巡，王桂林，关芳，李浩楠，严博远，黄文，张晓升，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：