[发明专利]一种PDMS自吸进样的微流控SERS芯片及其制备方法

说明书

本发明属于表面增强拉曼光谱分析和微流控芯片分析技术领域，具体涉及一种PDMS自吸进样的微流控SERS芯片及其制备方法，所述方法不仅能够解决SERS基底与微通道贴合不牢导致漏液的技术问题，且PDMS自吸进样方式能够克服微结构中注射、负压泵吸等方式进样存在的空间狭小、操作不便、样本易漏液等技术缺陷，此外，制作简单方便，成本低廉，尺寸较小，便于携带。

技术领域

本发明属于表面增强拉曼光谱分析和微流控芯片分析技术领域，具体涉及一种PDMS自吸进样的微流控SERS芯片及其制备方法。

背景技术

微流控芯片分析技术以其液体流动可控、试样和试剂消耗极少、分析高效、成本低、高通量等优点，在生化样本分析和检测中备受关注。目前分析手段主要有电化学检测、荧光检测等方法，但这些方法均存在样本预处理复杂、添加指示剂、获得信息量少等问题。拉曼光谱作为一种无损检测手段，因其在分析过程中不会对样品造成不可逆损伤，尤其由于水的拉曼散射弱，使其在生化溶液检测中有特别的优势。然而，拉曼光谱散射信号弱，检测灵敏度低，难以用其实现对样品的检测。因此，通过在微流控芯片中集成纳米增强基底的表面增强拉曼散射(SERS)分析技术，正成为生化检测的重要研发和应用的方向。

目前，在微流控SERS芯片中集成SERS基底的方法主要有两种，一种是微光机电(MEMS)制备法，MEMS制备法制作的微通道可控性好，精密度高，但是需要大型仪器设备，成本昂贵；另一种是化学自组装法，化学自组装法具有可利用化学反应体系选择较多，操作简便，制作成本低等优点，但制备结构精密度低，表面较粗糙，与微通道键合的密封性差，易出现样品漏液情况。如专利文献CN106353497A公开了基于SERS检测技术和微流控芯片的多种肿瘤标志物检测平台及方法，该芯片SERS基底采用将纳米金粒子通入微通道内，使其沉积得到SERS衬底，然而制作该增强基底耗时长，微通道内对纳米粒子大小、均匀程度影响较大的金属离子溶液的流速、浓度等难以控制，因此，在微通道内进行沉积纳米颗粒操作难以掌控；又如专利文献CN104568905A公开了一种基于SERS尾流平台的三维码生物检测芯片及制备、检测方法，该芯片采用在玻璃片表面修饰Au纳米粒子，并制成条形码形状的玻璃基底，制作方法及其繁琐，通过人为除去SERS检测区以外的增强基底不仅费人费时，且容易造成检测区内增强基底破坏或边缘不齐而出现边缘效应等，同时也很难使检测区与微通道刚好对应，此外，上层为微流控通道，采用抽压泵进行进样，操作难度较大，易发生样品漏液情况，而且芯片可检测区域较少，进样口和出样口占据很大空间，无法进行不同样本同时并行测试。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的一个目的是提供一种PDMS自吸进样的微流控SERS芯片，不仅能够解决SERS基底与微通道贴合不牢导致漏液的技术问题，且PDMS自吸进样方式能够克服微结构中注射、负压泵吸等方式进样存在的空间狭小、操作不便、样本易漏液等技术缺陷，此外，制作简单方便，成本低廉，尺寸较小，便于携带。

本发明的第二个目的是提供PDMS自吸进样的微流控SERS芯片的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种PDMS自吸进样的微流控SERS芯片，其特征在于：所述芯片由下至上包括依次叠加在一起的ITO基片(1)、双面胶中间层(2)、PDMS盖片(3)和PDMS弹性体(4)，

所述的ITO基片(1)是以铂电极为对电极，饱和甘汞电极为辅助电极，ITO基片为工作电极，-0.1～-2.0V下电沉积5～300s在ITO基片上成金属核；然后在-0.1～-1.5V下电沉积2000～4000s制得纳米金属@ITO基底；最后将制得的纳米金属@ITO基底在含有另一种不同的金属离子溶液中浸泡，集成SERS增强基底(11)，所述的金属选自纳米银、金、钯或锆；制得的ITO基片，集成的SERS基底纳米颗粒分布均匀，操作简单，可控性强，所需时间短，制作成本低廉，可批量生产；