一种磁驱动的SERS机器人、其制备方法及癌细胞检测方法技术

本发明专利技术公开了一种磁驱动的SERS机器人、其制备方法及癌细胞检测方法，该SERS机器人包括：SERS采样模块，以柔性材料PDMS为衬底，其表面通过飞秒激光加工还原前驱体金属溶液的方式生长有纳米片结构；磁驱动模块，为钕铁硼材料混合至PDMS溶液中共同固化形成的磁性旋转薄膜；所述SERS采样模块贴合设置在磁驱动模块中心形成磁驱动的SERS机器人。本发明专利技术结构简单有效，成本低，可通过磁场驱动在消化道内的主动运动和主动采样，同时又增强了SERS的优点，从而提高了胃癌检测准确率。从而提高了胃癌检测准确率。从而提高了胃癌检测准确率。

【技术实现步骤摘要】
一种磁驱动的SERS机器人、其制备方法及癌细胞检测方法


[0001]本专利技术属于生物传感器领域，具体涉及一种磁驱动的SERS机器人、其制备方法及癌细胞检测方法。

技术介绍

[0002]胃癌是一种能够通过早期治疗即可积极改善预后甚至治愈的常见病。然而其早期诊断成为了一大难题。传统的诊断方法依赖病理活检,有耗时、出血、重取等缺点。新兴的诊断方法如窄带成像技术、放大内镜等依赖于医生的经验,学习时间长,一定程度上影响了临床推广。拉曼光谱是一种能反映物质分子组成成分及结构的分子光谱。近年来由于拉曼光谱分析技术具有无损、快速、不受水干扰等优点,在生物医学领域应用发展迅猛，尤其是在胃癌检测方向。因此，设计一种基于磁驱动的SERS机器人，完成胃肠道内主动运动和采样功能便具有很大的市场需求和现实意义。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在依赖病理活检,有耗时、出血、重取等缺点，本专利技术提供了一种磁驱动的SERS机器人的制备方法，以及该传感器在胃癌检测方面的应用，本专利技术结构简单有效，在外界磁场的作用下可实现在肠道内的主动运动和主动采样，同时又增强了SERS热点，从而提高了胃癌检测准确率。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]本专利技术提供一种磁驱动的SERS机器人，其包括：
[0006]SERS采样模块，以柔性材料PDMS为衬底，其表面通过飞秒激光加工还原前驱体金属溶液的方式生长有纳米片结构；
[0007]磁驱动模块，为钕铁硼材料混合至PDMS溶液中共同固化形成的磁性旋转薄膜；
[0008]所述SERS采样模块贴合设置在磁驱动模块中心形成磁驱动的SERS机器人。
[0009]本专利技术的进一步改进在于，所述前驱体金属溶液包括Au溶液，Ag溶液和Cu溶液中的一种或多种组合。
[0010]本专利技术还提供一种磁驱动的SERS机器人的制备方法，用于制备上述的磁驱动的SERS机器人，其包括以下步骤：
[0011]S1、制备前驱体金属溶液；
[0012]S2、将PDMS预聚物和固化剂混合后放置在真空干燥箱内15
±
5min后去除气泡，然后旋涂机旋涂在盖玻片衬底上，在所述盖玻片衬底上分别形成柔性PDMS加工垫片和柔性涂层；
[0013]S3、对所述柔性PDMS加工垫片进行切割形成0.2cm*0.2cm的正方形凹槽结构；
[0014]S4、飞秒激光打印金属纳米片SERS结构，以获得SERS采样模块；本步骤中，将步骤S1制备的前驱体金属溶液滴于步骤S3获得的具有凹槽结构的所述柔性PDMS加工垫片上，然后将步骤S2获得的所述柔性涂层盖在液滴上，调节激光聚焦定位至柔性涂层与前驱体金属
溶液液滴的界面处，控制激光的扫描路径以所述柔性涂层为基底打印还原前驱体金属溶液形成金属纳米片SERS结构；
[0015]S5、将钕铁硼材料混合至PDMS的预聚物和固化剂中，然后旋涂共同固化后切成1cm*0.5cm大小的矩形磁性旋转薄膜；
[0016]S6、将步骤S5中获得的磁性旋转薄膜放在磁化仪中进行磁化；
[0017]S7、将步骤S4获得的SERS采样模块贴在步骤S6中所述的磁性旋转薄膜中间。
[0018]本专利技术的进一步改进在于，所述飞秒激光加工参数为选用60x的物镜进行加工，激光功率3.5mW～10mW，扫描速度为1000mm/s，打印完成后在去离子水中5min进行显影并干燥。
[0019]本专利技术还提供一种癌细胞检测方法，其包括以下步骤：
[0020]将上述的磁驱动的SERS机器人置于目标位置，并采用磁场驱动所述磁驱动的SERS机器人运动采样；
[0021]将采样后的SERS机器人的SERS采样模块取下进行拉曼光谱检测。
[0022]本专利技术的进一步改进在于，拉曼光谱检测的过程中，采用共聚焦拉曼显微镜进行了拉曼光谱检测，激发功率为30Mw，激发波长为738nm，积分时间为10s。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的优点如下：
[0024]1、本专利技术可实现在肠道内的主动运动和主动采样。
[0025]2、本专利技术增强了SERS热点，从而提高了胃癌检测准确率。
[0026]3、本专利技术结构简单有效，成本低，体积小。
附图说明
[0027]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0028]图1是本专利技术的磁驱动的SERS机器人的制备方法流程图
[0029]图2是本专利技术的癌细胞检测方法的示意图
[0030]图3是本专利技术的磁驱动的SERS机器人的扫描电子显微镜平面图
[0031]图4是胃癌组织和正常组织表面拉曼光谱对比图
具体实施方式
[0032]下面结合实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0033]本专利技术的实施例提供一种磁驱动的SERS机器人。其包括SERS(表面增强拉曼散射)采样模块，以柔性材料PDMS为衬底，其表面通过飞秒激光加工还原前驱体金属溶液的方式生长有纳米片结构；磁驱动模块，为钕铁硼材料混合至PDMS溶液中共同固化形成的磁性旋转薄膜；所述SERS采样模块贴合设置在磁驱动模块中心形成磁驱动的SERS机器人。
[0034]如图1、图3所示，本专利技术的实施例还提供一种磁驱动的SERS机器人的制备方法，用于制备上述的磁驱动的SERS机器人，该方法包括：
[0035]S1、制备前驱体金属溶液；本步骤具体包括：将0.017g AgNO3固体溶于1mL去离子水中，加入氨水滴定至溶液恰好澄清，再加入0.017g柠檬酸钠，充分混合后得到银氨溶液；
[0036]S2、将PDMS预聚物(聚二甲基硅氧烷)和固化剂按质量为10：1的比例混合加入10mL的烧杯中，搅拌至大量气泡然后放置在真空干燥箱内15
±
5min后去除气泡，然后通过旋涂机进行自旋涂覆在盖玻片片衬底上，柔性衬底的旋涂参数为转速2000r，加速度500r/s，时间为15s；加工垫片的旋涂参数为转速3000r，加速度500r/s，时间为15s；
[0037]S3、对所述柔性PDMS加工垫片进行切割形成0.2cm*0.2cm的正方形凹槽结构；切割过程中采用手术刀进行刻划，从而在柔性PDMS加工垫片上形成凹槽，以满足后续的倒置加工需求；
[0038]S4、飞秒激光打印金属纳米片SERS结构，以获得SERS采样模块；本步骤中，将步骤S1制备的前驱体金属溶液滴于步骤S3获得的具有凹槽结构的所述柔性PDMS加工垫片上，然后将步骤S2获得的所述柔性涂层盖在液滴上，调节激光聚焦定位至柔性涂层与前驱体金属溶液液滴的界面处；将绘制的模型文件导入软件中，以调节打印参数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁驱动的SERS机器人，其特征在于，包括：SERS采样模块，以柔性材料PDMS为衬底，其表面通过飞秒激光加工还原前驱体金属溶液的方式生长有纳米片结构；磁驱动模块，为钕铁硼材料混合至PDMS溶液中共同固化形成的磁性旋转薄膜；所述SERS采样模块贴合设置在磁驱动模块中心形成磁驱动的SERS机器人。2.根据权利要求1所述的磁驱动的SERS机器人，其特征在于，所述前驱体金属溶液包括Au溶液，Ag溶液和Cu溶液中的一种或多种组合。3.一种磁驱动的SERS机器人的制备方法，用于制备权利要求1或2所述的磁驱动的SERS机器人，其特征在于，包括以下步骤：S1、制备前驱体金属溶液；S2、将PDMS预聚物和固化剂混合后放置在真空干燥箱内15
±
5min后去除气泡，然后旋涂机旋涂在盖玻片衬底上，在所述盖玻片衬底上分别形成柔性PDMS加工垫片和柔性涂层；S3、对所述柔性PDMS加工垫片进行切割形成0.2cm*0.2cm的正方形凹槽结构；S4、飞秒激光打印金属纳米片SERS结构，以获得SERS采样模块；本步骤中，将步骤S1制备的前驱体金属溶液滴于步骤S3获得的具有凹槽结构的所述柔性PDMS加工垫片上，然后将步骤S2获...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩冰，李茹玉，范家豪，马卓晨，王贺升，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：