[发明专利]基于化学改性表面增强拉曼散射芯片的呼吸检测系统

权利要求书

1.一种基于化学改性表面增强拉曼散射芯片的呼吸检测系统，包括：呼吸收集装置、呼吸检测芯片、气体驱动装置以及拉曼检测设备，其中，呼吸收集装置用于收集呼吸样品，并将呼吸样品提供到呼吸检测芯片中，气体驱动装置与呼吸检测芯片相连，用于驱使呼吸样品通过呼吸检测芯片，呼吸检测芯片包括：衬底、形成于衬底内的微流控通道，微流控通道具有附着贵金属纳米颗粒的纳米凸起结构，修饰贵金属纳米颗粒的捕捉剂以及用于密封微流控通道的透明盖片，所述捕捉剂用于捕捉呼吸样品中待测气体成分羰基化合物；

所述捕捉剂为氨氧基硫醇或烯烃氨基硫醇。

2.如权利要求1所述的呼吸检测系统，其特征在于：所述衬底为硅片，所述透明盖片由玻璃片、聚酸甲酯或聚碳酸酯板材料制成。

3.如权利要求1所述的呼吸检测系统，其特征在于：所述纳米凸起结构是能够增强拉曼散射效果的纳米结构，所述纳米凸起结构的形状选自锥状、圆台状、圆柱状或方柱状中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的呼吸检测系统，其特征在于：所述贵金属纳米颗粒为金、银或铜。

5.如权利要求4所述的呼吸检测系统，其特征在于：所述贵金属纳米颗粒通过喷溅或溶液浸泡芯片的方式形成于纳米凸起结构上。

6.如权利要求1所述的呼吸检测系统，其特征在于：所述氨氧基硫醇为1-氨氧基十二烷基硫醇。

7.如权利要求1所述的呼吸检测系统，其特征在于：所述气体驱动装置为负压控制器或者注射器，负压控制器与微流控通道出口连接，用于驱使呼吸气体从微流控通道穿行。

8.如权利要求7所述的呼吸检测系统，其特征在于：所述负压控制器包括气体流量计和负压源，其中气体流量计的一端与所述负压源连接，气体流量计的另一端接入微流控通道出口。

9.如权利要求1所述的呼吸检测系统，其特征在于：所述呼吸收集装置包括：气体传感器、控制系统、压缩泵和废气阀，气体传感器用于检测呼吸样品中指标成分的含量，控制系统用于根据气体传感器的检测结果来控制压缩泵的开闭。

10.如权利要求9所述的呼吸检测系统，其特征在于：当指标成分的含量低于预定值时，压缩泵关闭，呼吸样品从废气阀流出，当指标成分的含量高于预定值时，压缩泵开启，呼吸样品进入气体样品袋。

11.如权利要求9所述的呼吸检测系统，其特征在于：所述气体传感器为二氧化碳传感器、氧气传感器或丙酮传感器。

12.如权利要求11所述的呼吸检测系统，其特征在于：所述气体传感器前设置有细菌过滤网。

13.基于化学改性表面增强拉曼散射芯片的呼吸检测方法，包括：呼吸样品收集、呼吸样品处理和拉曼光谱分析，

其中，在呼吸样品收集阶段，收集肺泡呼吸部分的呼吸样品；

在呼吸样品处理阶段，使收集到的呼吸样品通过含有捕捉剂的呼吸检测芯片，并记录呼吸样品的体积；

在拉曼光谱分析阶段，将呼吸检测芯片置于拉曼检测设备中得到拉曼谱图，根据拉曼谱图分析呼吸成分；

其中，所述呼吸检测芯片包括：衬底、形成于衬底内的微流控通道，微流控通道具有附着贵金属纳米颗粒的纳米凸起结构，修饰贵金属纳米颗粒的捕捉剂以及用于密封微流控通道的透明盖片，所述捕捉剂用于捕捉呼吸样品中待测气体成分羰基化合物；呼吸检测芯片中的捕捉剂为氨氧基硫醇或烯烃氨基硫醇。

14.如权利要求13所述的呼吸检测方法，其特征在于：所述氨氧基硫醇为1-氨氧基十二烷基硫醇。

15.如权利要求13或14所述的呼吸检测方法，其特征在于：在呼吸样品收集阶段，检测肺泡呼吸部分的指标气体含量，当指标气体含量高于预定值时收集气体样品。

16.如权利要求15所述的呼吸检测方法，其特征在于：所述指标气体为二氧化碳、氧气或丙酮。