[发明专利]一种基于数字微流控技术和表面增强拉曼散射技术的靶标检测方法及系统

权利要求书

1.一种基于数字微流控技术和表面增强拉曼散射技术的靶标检测系统，其特征在于，该检测系统包括数字微流控芯片、表面增强拉曼探针、拉曼信号采集单元和用于靶标载体的磁珠四部分，其中，所述的数字微流控芯片由上、下极板两部分组成，下极板由下至上包括衬底、电极阵列、介质层和疏水层，上极板由上至下包括基底、导电层和疏水绝缘层；表面增强拉曼探针包括金属核、拉曼报告分子、壳层三部分，拉曼报告分子包埋在核壳结构之间；表面增强拉曼探针用于和磁珠孵育，使探针标记在形成免疫复合物的磁珠上；芯片上的洗涤过程是通过永久磁铁或者电磁铁固定芯片上的磁珠，通过操控电极将不包含磁珠的上清液移走至废液池。

2.根据权利要求1所述的基于数字微流控技术和表面增强拉曼散射技术的靶标检测系统，其特征在于：所述的电极阵列为衬底上的金属电极阵列，包括贮液池电极、驱动电极以及接触电极三部分。

3.根据权利要求1所述的基于数字微流控技术和表面增强拉曼散射技术的靶标检测系统，其特征在于：所述的介质层为介电性能良好、透明度高、抗击穿能力强的介电材料；疏水层所用材料为特氟龙的水相分散液或者油相分散液。

4.根据权利要求1所述的基于数字微流控技术和表面增强拉曼散射技术的靶标检测系统，其特征在于：数字微流控芯片的上、下极板之间填充油。

5.根据权利要求1所述的基于数字微流控技术和表面增强拉曼散射技术的靶标检测系统，其特征在于：液滴中加入表面活性剂。

6.一种基于数字微流控技术和表面增强拉曼散射技术的靶标检测方法，采用了权利要求1至5任一项所述的靶标检测系统，包括如下步骤：

(1)免疫磁珠的准备：选择顺磁性磁珠作为固相载体，并包被相应的捕获抗体用于特异性捕获样品中的靶标；

(2)芯片组装及上样：在数字微流控芯片上引入一个含有免疫磁珠的液滴，组装上极板并在芯片上、下极板之间填充油，分别在不同的贮液池引入洗液、样品、带有生物素标记的检测抗体、链酶亲和素和生物素化的表面增强拉曼探针液滴；

(3)免疫反应：依次生成含有样品和检测抗体的液滴，相继与免疫磁珠进行动态孵育，形成磁珠-抗体-抗原-抗体免疫复合物，每次孵育后进行充分洗涤；

(4)拉曼探针标记：依次生成含有链酶亲和素和表面增强拉曼探针的液滴，相继与磁珠进行动态孵育，探针标记在形成免疫复合物的磁珠上，每次孵育后进行充分洗涤；

(5)拉曼信号采集：移走废液及贮液池中未反应的液滴，将芯片及含磁珠的液滴置于拉曼采集平台上进行信号采集。

7.根据权利要求6所述的基于数字微流控技术和表面增强拉曼散射技术的靶标检测方法，其特征在于：步骤(3)和(4)中，液滴的生成通过依次控制贮液池电池和相邻驱动电极的通断电实现。

8.根据权利要求6所述的基于数字微流控技术和表面增强拉曼散射技术的靶标检测方法，其特征在于：步骤(3)和(4)中，芯片上的动态孵育步骤通过控制相应电极的通断电实现，设置程序使液滴在相邻的上、下、左、右四个相邻的电极上自动化循环往复运动。

9.根据权利要求6所述的基于数字微流控技术和表面增强拉曼散射技术的靶标检测方法，其特征在于：步骤(3)和(4)中，芯片上的洗涤过程是通过永久磁铁或者电磁铁固定芯片上的磁珠，通过操控电极将不包含磁珠的上清液移走至废液池，并从清洗液的贮液池中生成一个洗液液滴，对磁珠进行重悬混匀。

10.根据权利要求6所述的基于数字微流控技术和表面增强拉曼散射技术的靶标检测方法，其特征在于：步骤(5)中，拉曼信号采集采用大型拉曼仪器或者小型便携式拉曼采集仪。