近日，微電子所集成電路先導(dǎo)工藝研發(fā)中心陳大鵬研究員課題組與中北大學(xué)熊繼軍教授課題組合作在表面增強(qiáng)拉曼(SERS)生化檢測(cè)研究領(lǐng)域取得了階段性進(jìn)展。

陳大鵬研究員課題組提出了一種開(kāi)放式SERS液滴傳感器，該傳感器打破了傳統(tǒng)基底型SERS器件所需的復(fù)雜制備工藝問(wèn)題，利用燭灰納米鏈結(jié)構(gòu)的多孔易斷性，以滾動(dòng)的方式在基底上在形成了具有豐富三維“熱點(diǎn)”的SERS活性液滴，從而大大增強(qiáng)該液滴的拉曼檢測(cè)性能。液滴所提供的液相環(huán)境能夠保持生物分子的活性，并提高生物大分子(如蛋白質(zhì)、DNA)等與“熱點(diǎn)”的有效結(jié)合。因此，該SERS液滴傳感器的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)為液體活檢分析等技術(shù)提供了新的檢測(cè)理念。

此類(lèi)傳感器相比同類(lèi)液相環(huán)境下檢測(cè)的傳感器，表現(xiàn)出更高的檢測(cè)能力，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)羅丹明6G的低極限檢測(cè)(100 fM)，對(duì)液體活檢分析中常用的功能性探針?lè)肿?對(duì)氨基硫酚與2-巰基吡啶)具備較強(qiáng)的檢測(cè)特異性。通過(guò)檢測(cè)牛血清白蛋白(BSA)，該傳感器的生物檢測(cè)能力也被驗(yàn)證，BSA的檢測(cè)限低至1 pM。上述工作表明該傳感器對(duì)生物分子檢測(cè)有極大的應(yīng)用前景。

該成果以"Self-concentrated SERS-active Droplet Sensor with Three-dimensional Hot Spots for Highly Sensitive Molecular Detection in Complex Liquid Environments" (DOI: 10.1021/acssensors.0c01276) 為題發(fā)表在ACS sensors期刊。

圖1 SERS活性液滴傳感器的制備過(guò)程及形成過(guò)程

圖2不同濃度的牛血清白蛋白的檢測(cè)結(jié)果