[发明专利]基于SERS检测的微流控芯片、制备方法及其应用

权利要求书

1.基于SERS检测的微流控芯片的制备方法，包括以下步骤：

1)制备超疏水二氧化钛涂覆液：将二氧化钛粉末与无水乙醇混合后在50～100Hz条件下超声配成的二氧化钛悬浮液，再加入硅烷，继续在50～100Hz条件下超声混匀，然后室温下反应10～15h，得到超疏水二氧化钛涂覆液；所述的无水乙醇的加入量以二氧化钛质量计为0.01～0.02g/mL，所述硅烷与二氧化钛悬浮液体积比为0.01～0.03：1；

2)制备带超疏水层的基体：利用旋涂机将超疏水二氧化钛涂覆液分次旋涂到清洗干净的玻璃片基体表面，然后置于烘箱中100～120°处理1～2h，得到带超疏水层的基体；所述的超疏水二氧化钛涂覆液的涂覆用量为0.1～0.2g/cm³；

3)制备掩膜板：通过高分辨的激光打印机在胶片上打印用于透光的T形流道，制成掩膜板，其中所述的T形流道由横流道和垂直于横流道中间位置的竖流道组成，所述的横流道以中间位置为轴对称从两端向中间位置划分成若干相应对称的区域，每个区域均匀分布疏水微图案，所述的疏水微图案所对应基体相应位置的位置为超疏水区，疏水微图案之外的部分为超亲水区；所述横流道沿两端向中间位置所述区域内疏水微图案个数递减，即相邻疏水微图案间的间距逐渐递增；所述的竖流道设计成楔形流道，末端作为检测区；

4)制备芯片：将掩膜板覆盖在带超疏水涂层的基体表面，然后开启UV光源，紫外光透过所述的掩膜板，照射到超疏水涂层表面，被曝光区域由超疏水转变为超亲水，而基体剩余的部分仍为超疏水，即可将掩膜板上的T形流道复制到基体的超疏水表面上。

2.如权利要求1所述的基于SERS检测的微流控芯片的制备方法，其特征在于：所述的硅烷为十八烷基三甲氧基硅烷。

3.如权利要求1所述的基于SERS检测的微流控芯片的制备方法，其特征在于：步骤1)中的第一次超声时间为30～60min，第二次超声时间为10～20min。

4.如权利要求1所述的基于SERS检测的微流控芯片的制备方法，其特征在于：步骤1)中的基体为玻璃片、金属片或者棉织品片。

5.如权利要求4所述的基于SERS检测的微流控芯片的制备方法，其特征在于：所述的基体的清洁方式为：将基体依次在丙酮、乙醇、去离子水中超声10～20min，超声频率为50～100Hz。

6.如权利要求1所述的基于SERS检测的微流控芯片的制备方法，其特征在于：步骤2)中的旋涂次数为五次，每次取50μL二氧化钛涂覆液旋涂到洗净的基体表面。

7.如权利要求6所述的基于SERS检测的微流控芯片的制备方法，其特征在于：旋涂机的转速为1000～2000rad/min。

8.权利要求1～7任意一项权利要求所述的制备方法得到的基于SERS检测的微流控芯片，其特征在于：包括基体和设置在基体表面的T形亲水流道，所述的T形亲水流道由横流道和垂直于横流道中间位置的竖流道组成，所述的横流道以中间位置为轴对称从两端向中间位置划分成若干相应对称的区域，每个区域均匀分布疏水微图案，所述的疏水微图案所对应基体相应位置的位置为超疏水区，疏水微图案之外的部分为超亲水区；所述横流道沿两端向中间位置所述区域内疏水微图案个数递减，即相邻疏水微图案间的间距逐渐递增，因而在横流道内从两端到中心形成疏水到亲水的润湿梯度，润湿梯度能驱动液滴自发运动；所述的竖流道设计成楔形流道，末端为检测区，竖流道的楔形结构能驱动融合后的液滴继续运动，直到混合液滴运动到流道末端的检测区。

9.如权利要求8所述的基于SERS检测的微流控芯片，其特征在于：所述的竖流道为楔形流道，其中楔形角为4～8°。

10.如权利要求9所述的基于SERS检测的微流控芯片在同时检测液体待分析物中的应用，其特征在于：所述的应用方法按以下步骤进行：

(1)配置1～100nM含待分析物的溶液和浓度为0.3～0.5mM的Au纳米粒子溶液；

(2)在T形流道的横流道其中一个流道进口处滴入5～10μL的Au纳米粒子溶液，同时，在另一个流道进口处滴入5～10μL的含待分析物的溶液；

(3)两个液滴在横流道交汇处融合，并在竖流道内充分混合后运动到竖流道末端的制定检测区，在检测区进行原位的拉曼检测定，得到混合溶液的SERS光谱图，从而可以确定含待分析物的溶液中待分析物的浓度。