基于软管微流控的动态流体SERS平台用于无标记细胞检测

表面增强拉曼光谱散射（Surface enhanced Raman Scattering，SERS）已被证明是一种快捷高效的光谱学检测方法。虽然SERS有望获得较高的检测灵敏度，但在SERS检测中，可重复性和检测效率一直难以得到很好的兼顾。近日，西安电子科技大学生命科学技术学院的胡波（点击查看介绍）团队提出了一种基于软管微流控的动态流体SERS平台，很好地解决了目前SERS检测中存在的问题。

在传统SERS检测中，往往使用静态固相及静态液相两种方法。但是在静态固相SERS检测中，由于分析物与纳米颗粒在基底上难以实现均匀分布，往往在同一次检测中难以获得强度均一的光谱信号。而静态液相虽然可以在一定程度上解决分析物与纳米颗粒在空间尺度上的均匀分散问题，但是由于毛细管中的液体处于静止状态，会因为混合时间不确定、不规则散射、局部加热和光离解等问题导致难以获得高重现性的光谱信号。此外，这两种方法还都需要预混合或干燥等预处理步骤，而且存在难以短时间内获得大量可用光谱数据等局限，增加了检测所需时间。

微流控技术作为能快速处理小体积流体的一种技术，当和SERS技术联用组成微流控-SERS系统时，能够实现动态流动条件下的SERS光谱的连续采集，在提高SERS检测重复性的同时也增加了检测效率。

然而传统的微流控芯片加工制备需要造价高昂的洁净室，且过程耗时耗力。其他无需洁净室的微流控芯片加工方法仍需昂贵且专业的仪器，加工精度在一定程度上受到限制。西安电子科技大学团队采用商用、生物相容、透明的微软管嵌入3D打印支撑模板中组成的软管微流控SERS平台，能够动态地混合溶液、精确地控制混合时间并且能够用于SERS光谱的连续采集。

与传统静态固体和静态液体测量方法相比，动态流体SERS平台通过对模型分子的表征，分别以1.90%和4.98%的相对标准偏差展现了良好的稳定性和重复性。

此外，利用该平台采集三种细胞的拉曼光谱，结合K近邻(K-NN)算法的分类鉴定，实现了灵敏度在83.3%以上，特异性在91.6%以上，准确度为94.4%的无标记细胞检测。

基于软管微流控的动态流体SERS平台具有加工成本低、制作方法简单等优势，丰富了微流控芯片的加工制备技术。而且可在短时间内采集大量连续流体的SERS光谱，具有快速、通用、灵敏、可靠、低成本和不需要预处理的优点。该平台有望成为液体环境中无标记细胞检测的强大工具，并且在细胞学研究、临床诊断和食品安全等方面具有广阔的应用前景。

这一成果近期发表在Analytical Chemistry 上，文章的第一作者是西安电子科技大学硕士研究生续小丁和博士后赵磊。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Dynamic Liquid Surface Enhanced Raman Scattering Platform Based on Soft Tubular Microfluidics for Label-Free Cell Detection

Xiaoding Xu, Lei Zhao, Qilu Xue, Jinkun Fan, Qingqing Hu, Chu Tang, Hongyan Shi, Bo Hu, Jie Tian

Anal. Chem., 2019, 91, 7973-7979, DOI: 10.1021/acs.analchem.9b01111

导师介绍

胡波

https://www.x-mol.com/university/faculty/69071

课题组网站

http://web.xidian.edu.cn/bohu/