基于SERS的三维码高通量生物检测芯片

东南大学先进光子学中心崔一平教授,王著元教授及其团队设计了一种基于微流控和SERS的新型高通量生物检测芯片, 该芯片将信息学中的三维编码方法运用到高通量蛋白质检测中。只需通过三维码的解码即可获取所有样品中各种蛋白质的含量信息,该检测平台具有信息量大、检测灵敏度高(~1 fg/mL)、响应速度快(30 min)、操作简便等优点。相关研究工作发表在近期出版的杂志Small上(DOI: 10.1002/smll.201403474 )。

高通量的生物分子检测对于生命科学研究、医学研究、临床诊断以及新型药物研发等领域都具有重要意义,已发展成为生命科学中最为活跃的前沿领域之一。从检测平台上来看,微阵列芯片是目前较为成熟的高通量生物检测平台,它以生物分子间的静态杂交和高密度点阵为特征,尽管检测通量很高,但生物反应过程相对缓慢,检测效率有待提高。近十年来,以微通道和液体流动为特征的微流控芯片技术发展迅速,它不仅具有空间上的高通量的特征,而且检测速度快、成本低、操作简便,为高通量生物检测开辟了一条新的道路。另一方面,从检测方法上来看,基于表面增强拉曼散射(SERS)的光学检测方法具有灵敏度高、稳定性好等优点,借助于光谱的编码还可实现同时的多元检测,从光谱学层面提高检测通量。

该研究借助微流控通道构造二维的蛋白质杂交阵列,利用SERS纳米探针同时对多个样品样品中的不同蛋白质进行同时检测。该方法结合了二维阵列的空间编码与SERS的光谱编码,将SERS光谱信息加载到二维点阵当中,得到基于SERS的三维码,其二维空间坐标反映出样品的序号和待测蛋白的种类,SERS特征峰的峰位可进一步区分待测物的种类,对应的峰值强度用来表征待测物的浓度。这种基于SERS的三维码覆盖了所有的检测结果,信息存储容量大,对于高通量生物检测具有重要意义,有望在生物医学、药学等领域中发挥作用。Untitled