[发明专利]一种用于葡萄糖检测的SERS-SEF双模式微流控芯片

说明书

本发明提出一种用于葡萄糖检测的SERS‑SEF双模式微流控芯片，芯片包括进样口端、并排多个反应检测槽、出样口、废液槽、盖板、检测孔。每个检测孔对应一个反应检测槽，形成多孔检测区。采用超快激光在反应检测槽区域加工出覆盖有氮‑硼掺杂碳量子点纳米颗粒的微纳米周期复合结构的SERS‑SEF双模式增强基底，有效提高SERS‑SEF检测灵敏度和检测效率。将进样口设计成锥端进样口，形成毛细管进样模式，利用毛细作用将待测唾液或汗液依次引流到SERS待测区域和SEF待测区域，避免滴加过程造成的影响，同时芯片上SERS‑SEF包含多个检测区，能够实现一次进样，多次检测，提高检测的重复性。

技术领域

本发明属于葡萄糖检测领域，更具体的说是涉及一种葡萄糖检测用微流控SERS-SEF双模式微流控芯片。

背景技术

就目前而言，由于医疗水平有限，糖尿病无法得到根治，患者只能通过口服或者注射胰岛素来控制血糖，因此对血糖的实时检测就显得尤为重要。血糖检测方法分为有创、微创和无创三类。有创和微创检测方法由于具有较高精度已经投入临床使用，但这些方法由于需要采血往往会使患者感到疼痛不适，且有感染风险，此外每次测量成本较高，因此无创血糖检测技术受到社会各界广泛关注。现有的无创血糖仪基于通过检测光线穿透皮肤反馈回血液中葡萄糖的信号，由于被测试部位皮肤颜色、厚度、粗糙程度等差异，经常导致检测部位的光学参数及器件光电响应发生变化，因此，每次检测的稳定性与精度难以保证。

已有研究证实，对于个体而言，人体餐前唾液、汗液等体液中的葡萄糖浓度也与血糖浓度具有良好的相关性，可用于间接反应血糖浓度，若能精确测量其中的葡萄糖含量，将在糖尿病早期筛查、血糖检测等领域具有巨大的应用价值，但由于这些体液中葡萄糖浓度较低， (一般为2*10^-2mmol/l～2.4*10^-1mmol/l)，尚无法用市售血糖检测仪器准确检测出来。因此，仍需要一种能够高效、准确地检测唾液汗液中血糖浓度的技术。

基于荧光的测量方法，葡萄糖与探针材料反应，使得探针材料本身荧光淬灭或增强，相比于血液中的葡萄糖，唾液、汗液或尿液中的葡萄糖更加可靠。表面增强拉曼散射(SERS) 检测技术是一种无创指纹式光谱检测技术，可在分子水平上给出有关物质结构的信息，对拉曼信号的增强可高达10¹⁴倍。若能将荧光检测与SERS信号增强整合到同一检测基底上，使该基底能够精确检测唾液、汗液等体液中微量葡萄糖含量，将会对取代传统血糖生化检测具有重要意义。目前在中国国内，由于缺乏成功的传感器，尚没有企业公司研究成功。

随着微流控芯片(microfluidic chips)技术在医学、生命科学等领域的应用，将微通道结构及其他功能元件集成在数平方厘米的基片上,通过对微通道中的流体进行控制,以实现进样、反应、检测等多种功能的微全分析系统。通过将荧光-拉曼光谱增强功能集成在一个微流控芯片上，对实现无创条件下测量葡萄糖浓度，满足临床应用需求具有重要意义。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供一种用于葡萄糖检测的SERS-SEF双模式微流控芯片，本发明是通过以下技术方案来实现的：

所述微流控芯片包括进样口端、并排多个反应检测槽、出样口、废液槽、盖板、检测孔。每个检测孔对应一个反应检测槽，形成多孔检测区。将芯片放置在光谱信号检测仪载物台，通过检测反应检测槽光谱信号强度，测试得到唾液或汗液中葡萄糖浓度信息。

其中，所述的进样口端由超疏水超疏油薄膜覆盖；进样口端设置有进样口，进样口设计成锥端进样口，形成毛细管进样模式，利用毛细作用将待测唾液或汗液引流到SEF-SERS待测区域，避免滴加过程造成的影响。

所述的反应检测槽之间互不相通；每个检测检测槽通过进样口与外界相通，通过出样口与废液槽相通。

所述的反应检测槽底面为SERS-SEF双模式增强基底。

所述的出样口为漏斗型。