[发明专利]基于微流混合器的SERS基底制备及检测一体化方法

说明书

本发明公开了一种基于微流混合器的表面增强拉曼散射(SERS)基底制备及检测一体化方法，上述一体化的方法，包括如下步骤：利用微流混合器均匀且快速地混合分析物和金属纳米颗粒；分析物均匀吸附在金属纳米颗粒表面；吸附了分析物的金属纳米颗粒致密地沉积在微流混合器的检测区，形成高灵敏度固相SERS基底；进行SERS检测；利用微流混合器灵活地改变通道中的微环境对分析物进行原位的SERS研究。本方法将以上的所有的功能全部集成到了一块1.25cm×1.85cm的微流芯片中，极大地缩短了实验时间，降低了分开实验中每一步带来的误差，提高了检测的可靠性及长期稳定性；本方法制备的SERS基底能将分析物耦合到“热点”区域，因而具有极高的SERS增强效果，此外，均匀且快速的混合能够使得分析物均匀地吸附，从而得到均匀的SERS信号。

技术领域

本发明涉及一种高效的检测技术，属于功能化微流器件的技术领域，特别是提出了一种利用超快微流混合器实现高的“热点”利用率的SERS基底的制备方法。

背景技术

表面增强拉曼散射(SERS)检测技术目前已经应用于各个领域，包括环境监测，食品安全，国土安全，生物医疗，等等。其指纹谱的特点有利于更好地了解生物大分子的结构以及研究生物大分子的变化过程。微流控器件可以在流动的状态下实时观察生物、化学等反应的过程，因此，SERS功能化的微流器件(LoC-SERS)在目前的研究应用中具有重要意义。

目前，LoC-SERS器件可以分为两大类，第一类为在微流器件中集成SERS功能的纳米颗粒阵列，使得整个微流器件具有SERS功能，但是，这类方法只是简单的两种技术的叠加，而且“热点”利用率不高，灵敏度差；第二类为在微流器件中通入液态的纳米颗粒胶体，这种方法胶体的稳定性是一个难题，可控的聚集才能得到稳定的信号，长期稳定几乎是不可能的，故而不可能成为一种可靠的原位研究的方法。

由此可见，目前在LoC-SERS器件中，两大类都有其自身的优势和缺陷，如何能够制备出高灵敏的，好的稳定性和均匀性的LoC-SERS器件是值得发展的，此外，制备和检测一体化的器件更加节省实验时间，提高效率。

发明内容

技术问题：基于传统的固相SERS基底的“热点”利用率低的问题，提出了基于微流混合器的SERS基底制备及检测一体化方法，实现高灵敏、高均匀、好的重复性和长期稳定的SERS检测及原位研究。

技术方案：本发明的一种基于微流混合器的SERS基底制备及检测一体化方法包括如下步骤：

步骤1、利用新鲜制备的聚二甲基硅氧烷PDMS超快微流混合器将金属纳米颗粒与分析物溶液快速均匀地混合，使金属纳米颗粒吸附了分析物；

步骤2、将吸附了分析物的金属纳米颗粒均匀致密地沉积在上述微流混合器的检测区，形成含有分析物的高灵敏度固相单层表面增强拉曼散射SERS基底；

步骤3、通入去离子水洗去未吸附在微流混合器内壁上的金属纳米颗粒和分析物；

步骤4、进行分析物的SERS信号检测。

其中，

所述含有分析物的固相单层SERS基底制备完成后，通入与分析物可能发生作用的液体，根据分析物SERS信号的变化原位研究分析物对所述通入的液体的响应。

所述的对通入液体的响应包括pH值、变性剂浓度、去垢剂浓度、离子强度、温度、分子-分子相互作用、分子-表面或分子-界面相互作用。

所述的微流混合器包括PDMS制备的采用各种混合机制的微流混合器。

所述的微流混合器在混合区不对称设置三角形挡板对流体产生级联式分裂-重组C-SAR效应，有效地提高了混合效率。

所述的金属纳米颗粒包括金纳米颗粒、银纳米颗粒或铜纳米颗粒。