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

陳大鵬研究員課題組提出了一種開放式SERS液滴傳感器，該傳感器打破了傳統(tǒng)基底型SERS器件所需的復雜制備工藝問題，利用燭灰納米鏈結(jié)構(gòu)的多孔易斷性，以滾動的方式在基底上在形成了具有豐富三維“熱點”的SERS活性液滴，從而大大增強該液滴的拉曼檢測性能。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”的有效結(jié)合。因此，該SERS液滴傳感器的設(shè)計開發(fā)為液體活檢分析等技術(shù)提供了新的檢測理念。

此類傳感器相比同類液相環(huán)境下檢測的傳感器，表現(xiàn)出更高的檢測能力，能夠?qū)崿F(xiàn)對羅丹明6G的低極限檢測(100 fM)，對液體活檢分析中常用的功能性探針分子(對氨基硫酚與2-巰基吡啶)具備較強的檢測特異性。通過檢測牛血清白蛋白(BSA)，該傳感器的生物檢測能力也被驗證，BSA的檢測限低至1 pM。上述工作表明該傳感器對生物分子檢測有極大的應(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程及形成過程

圖2不同濃度的牛血清白蛋白的檢測結(jié)果