基于PDMS三维微纳天线的表面增强拉曼散射微流控系统

摘要

一种用于分子检测的基于PDMS三维微纳天线的表面增强拉曼散射微流控系统，其采用PDMS微纳天线结构作为银纳米粒子载体，在银纳米粒子上覆盖一层石墨烯，形成基于PDMS/银纳米粒子/石墨烯的三维微纳天线结构的拉曼散射基底，作为探测区；激光光源、光谱仪与光纤、SERS探针相连，并照射到微通道的探测区；微通道采用PDMS材料。本发明中石墨烯一方面保护银纳米粒子的氧化，另一方面可带来更高的化学增强；PDMS三维微纳天线结构比表面积大，有效增加了银纳米粒子的填充效果，具有更多的拉曼增强“热点”，有利于局域表面等离子共振效应，拉曼散射信号强度增大；系统都采用PDMS材料和光纤耦合，制作工艺简单，成本低，便于实现分子的便携式、在线检测。

主权项

基于PDMS三维微纳天线的表面增强拉曼散射微流控系统，其特征在于：所述微流控系统包括微通道基板、微通道、基于PDMS/银纳米粒子/石墨烯的三维微纳天线结构的拉曼散射基底、激光源、光谱仪、光纤和SERS光纤探针；所述微通道位于微通道基板上，微通道采用PDMS材料，其两端封闭，并紧挨封闭端上侧分别设待测分子入射小孔和待测分子出射小孔，基于PDMS/银纳米粒子/石墨烯的三维微纳天线结构的拉曼散射基底设置在微通道中，作为探测区，所述激光源和光谱仪分别通过光纤连接SERS探针，SERS探针位于探测区上方，并照射到微通道的探测区；所述基于PDMS/银纳米粒子/石墨烯的三维微纳天线结构的拉曼散射基底包括PDMS三维微纳天线结构、银纳米粒子层和石墨烯层；所述银纳米粒子层是利用溅射和真空退火方法修饰在PDMS三维微纳天线结构表面，所述石墨烯层是通过转移附着在银纳米粒子表面；待测分子由入射小孔进入，流过探测区的拉曼散射基底，待测分子吸附到拉曼散射基底上，激励光源通过光纤、SERS探针，照射吸附有待测分子的拉曼散射基底，待测分子的散射信号由SERS探针、光纤导出到光谱仪，完成待测分子拉曼信号检测。