[发明专利]可重复使用的高通量SERS微流控芯片及其应用

说明书

本发明公开了一种可重复使用的高通量SERS微流控芯片，包括通过微流控管路串联在一起的反应芯片和检测芯片；所述反应芯片用于供含有重金属离子的液体样品与DNA酶试剂进行混合反应；所述检测芯片用于对反应芯片反应后的反应物进行检测。本发明还提供了前述可重复使用的高通量SERS微流控芯片的应用，是应用于检测水环境中痕量有害金属离子的含量。本发明设计的SERS微流控芯片，可以重复循环使用，工艺简单，成本低，效率高，可批量生产。本发明可一次性检出多个数据，具有快速，高效，高通量检测的特点。

技术领域

本发明涉及一种水环境中痕量有害金属离子的检测装置，具体涉及一种基于微流控技术及表面增强拉曼技术联用的痕量有害金属离子检测芯片及其应用。

背景技术

表面增强拉曼散射(SERS)技术是一种新型的痕量分析技术，它能从分子水平得到基因和化学键以及微环境对样品结构影响的信息，并实时获得其指纹图谱，信息量很大，除了具有灵敏度高、特异性强、无标记、无损伤以及可实时探测等特点，还不会被溶液等介质干扰，被广泛地应用于生化检测等领域。微流控芯片是一种应用于微型全分析系统领域的核心技术，因其尺寸小、成本低、试剂耗量小、快速高效、易集成和自动化等优点，在生物、化学、医学等领域有着巨大的应用潜力，是未来分析和检测发展的方向之一，因此，将SERS技术与微流控芯片结合是一个很有前景的研究课题。

目前，将SERS技术与微流控芯片结合的常用方法，就是先将SERS基底制备好，然后将该基底转移到微流控的工作位置上。这两步操作无形中增加了时间和工序的成本，为了实现检测，SERS基底一般要内置在微流体通道内部，上述两步法还会给后续的键合封装工序带来诸多困难。更受局限的事，通常一个微流控器件只可以放置一片SERS基底，经过大量时间工序制作后，仅仅检测一次，就被废弃了，时间和价值成本都非常昂贵。

为了解决上述问题，电动力学、光镊法、纳米沟道法等基于胶体粒子的富集方法被广泛地使用，然而，由于液体环境中胶体粒子非常容易粘附、团聚，这些技术存在检测效率低、信号强度弱等问题，使得带有拉曼基底的微流控芯片的SERS活性低，在很多应用场合都根本达不到使用需求。因此，一种具有较高SERS活性的微流控芯片以及可循环重复使用，高灵敏，低成本，快速高通量的SERS微流控芯片的制备方法显得尤为重要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种可重复使用的高通量SERS微流控芯片及其应用。

本发明利用反应芯片和检测芯片串联，当待测溶液和反应试剂(DNA酶)分别通过微流控泵入反应芯片时，两者在狭长的U形通道中发生了DNA酶切反应，包含有标记拉曼探针分子的残余DNA碱基序列等反应产物一起通过微流控泵入到检测芯片的样品池中，与SERS基底作用，该SERS基底表面修饰有能与残余DNA碱基序列互补的一段单链DNA，两者孵化一定时间后，两段单链DNA退火成双链，导致末端标记的拉曼探针分子贴近SERS基底表面，产生拉曼信号，从而间接测定有害金属离子含量。此外，通过反复洗涤干净，并将检测芯片打开，更换里面的多个SERS基底，该芯片可以重复循环使用，由于可同时放置多个SERS基底，一次性检出多个数据，故该芯片具有快速，高效，高通量检测、可重复使用的特点，具有很好的应用前景。

本发明是这样实现的：

一种可重复使用的高通量SERS微流控芯片，包括通过微流控管路串联在一起的反应芯片和检测芯片；

所述反应芯片用于供含有重金属离子的液体样品与DNA酶试剂进行混合反应；

所述检测芯片用于对反应芯片反应后的反应物进行检测。

更进一步的方案是：

所述检测芯片包括至少一个SERS基底，且SERS基底可更换。

更进一步的方案是：

所述反应芯片和检测芯片均包括基片和上下盖片，基片和上下盖片通过磁铁键合连接。