一種光纖拉曼增強的微流裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及拉曼光譜檢測領域，具體涉及一種基于光纖拉曼增強的微流裝置。
【背景技術】
[0002]表面增強拉曼散射(簡稱為SERS)是指在粗糙的金屬(如金、銀、銅)的表面或溶膠體系中，由于樣品表面或近表面的電磁場的增強導致分子的拉曼散射信號較普通拉曼散射信號大大增強的現象。SERS作為一個優秀的光譜分析技術，可以提供振動光譜指紋實現免標記的無損檢測，痕量分析和超靈敏測定。一般來說，傳統的SERS檢測液體待測分子的方法是激光聚集在待測分子和納米粒子混合溶液中，然后接收來自溶液中待測分子的拉曼增強信號。這種操作方法在檢測待測分子的濃度上有一定限制、信號可重復性較差，而且需要一定量的樣品。微流體技術是指流體在微米級別的通道中對其操控的技術，通過對微流體系統所需的器件包括栗、閥、混合器、過濾器等的加工，將裝置加工成一塊芯片大小。利用微流技術與拉曼技術手段聯用，可以在拉曼分子檢測領域獲得進一步的發展。
【發明內容】
[0003]為了實現上述目的，本實用新型的目的在于提供一種光纖拉曼增強的微流裝置，實現對分子拉曼增強光譜檢測。光纖通過對應的光纖通道和密封孔嵌入在微流體系統中，激發光纖光束與微流待測液發生作用，產生極大的拉曼增強信號，與激發光纖光線方向呈鈍角的接收光纖收集拉曼信號。本裝置的特點是能較大限度降低熒光背景、實現待測分子的拉曼信號增強，該裝置具有制作簡單、操作簡便、成本低等特點。
[0004]本實用新型采用的技術方案是:一種激光增強拉曼的微流裝置，包括光纖和透明材料制成的微流芯片，激發光纖(3)和收集光纖(4)通過相應的光纖通道(5，6)嵌入微流通道中，2根光纖光線方向所成角度為鈍角，能夠合理吸收散射光，兩光纖通道末端分別有相應的密封孔;微流裝置有對應流入流出的2個微流通道口(9，10)，微流液為待測樣品和膠體核殼結構納米粒子混合液，通過激發光纖的光輻射與激光照射加熱引起納米顆粒聚集，使拉曼信號得到極大的增強。
[0005]所述光纖嵌入微流裝置通道為楔形光纖通道，便于光纖嵌入微流裝置中；所用光纖為商用光纖，楔形光纖通道直徑最小處比光纖包層直徑大5μπι，密封孔大小為0.5mm，孔深度與光纖嵌入所在平面持平，光纖通道橫截面積為矩形，確保光纖端面與通道端面持平；
[0006]所述微流通道入口和出口大小為直徑300μπι的圓形孔洞，微流通道橫截面積為200μπιΧ 250μηι 的矩形。
[0007]本實用新型產生的有益效果是:
[0008](I)本裝置可以有效避免直接光的干擾，利于接收散射光;通過利用光輻射與激光照射加熱引起光致納米顆粒聚集，使得激發光纖聚焦處納米粒子聚集，使得拉曼“熱點”增加，獲得比常規增強拉曼測試更好的信號；
[0009](2)通過該裝置檢測待測分子信號，具有所需待測樣品少、無需復雜操作、裝置可重復利用等優點。
【附圖說明】
[0010]圖1為光纖誘導增強拉曼的微流裝置結構圖；
[0011]附圖中:I為硅片底層，2為PDMS層，3為激發光纖，4為收集光纖，5、6為光纖通道，7、8為光纖通道對應的密封孔，9為微流通道入口，10為微流通道出口。
【具體實施方式】
[0012]以下結合附圖和實施方式對本實用新型進一步說明。
[0013]如圖1所示，一種激光增強拉曼的微流裝置，包括由光纖和透明材料制成的微流芯片，激發光纖(3)和收集光纖(4)通過相應的光纖通道(5，6)嵌入微流通道中，2根光纖光線方向所成角度為鈍角，能夠合理吸收散射光，兩光纖通道末端分別有相應的密封孔;微流裝置有對應流入流出的2個微流通道口(9，10)，微流液為待測樣品和膠體核殼結構納米粒子混合液，通過激發光纖的光輻射與激光照射加熱引起納米顆粒聚集，使拉曼信號得到極大的增強。
[0014]制作相關的微流裝置:
[0015]l)cad設計所需微流裝置的結構，在硅片上通過紫外可見光刻蝕出SU-8陽模；
[0016]2)將未固化的PDMS澆注在SU-8陽模上，在80°C的溫度下真空固化30分鐘，然后將其與SU-8陽模剝離，對PDMS和玻璃片氧化清潔放電35秒，立即粘合PDMS和玻璃片，然后在801真空固化20分鐘進行永久性粘接。
[0017]3)將光纖切割刀剝離光纖覆蓋層，使用乙醇清洗該切割表面;在光學顯微鏡下，激發光纖(芯徑50μπι，包層直徑125μ??，數值孔徑0.22)收集纖維(芯徑100卩111，包層直徑125111，和
0.22的數值孔徑)分別插入PDMS微流芯片并固定在最佳位置。
[0018]4)密封膠滴入對應的密封孔處，并在80°C真空固化20分鐘，至此一種基于光纖拉曼增強的微流裝置制備好了。
[0019]所述光纖嵌入微流裝置通道為楔形光纖通道，便于光纖嵌入微流裝置中；所用光纖為商用光纖，楔形光纖通道直徑最小處比光纖包層直徑大5μπι，密封孔大小為0.5mm，孔深度與光纖嵌入所在平面持平，光纖通道橫截面積為矩形，確保光纖端面與通道端面持平;所述微流通道入口和出口大小為直徑300μηι的圓形孔洞，密封孔直接大小0.5mm的圓形孔洞，微流通道橫截面積為200μπι X 250μπι的矩形。
[0020]通過光纖耦合器將激發光纖和激光器連接，收集光纖和拉曼光譜儀連接，通過微流注射栗從微流通道入口將混合待測分子和核殼結構納米粒子的微流液注入，打開激光器2-4分鐘左右，電腦開始收集拉曼光譜儀測試到的數據。
[0021]以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何等同修改或替換等，均屬于該發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種光纖拉曼增強的微流裝置，包括由光纖和透明材料制成的微流芯片；激發光纖(3)和收集光纖(4)通過相應的光纖通道(5，6)嵌入微流通道中，2根光纖光線方向所成角度為鈍角，能夠合理吸收散射光，兩光纖通道末端分別有相應的密封孔;微流裝置有對應流入流出的2個微流通道口( 9，1)。2.根據權利要求1所述的一種光纖拉曼增強的微流裝置，其特征在于:所述光纖嵌入微流裝置通道為楔形光纖通道，便于光纖嵌入微流裝置中；所用光纖為商用光纖，楔形光纖通道直徑最小處比光纖包層直徑大5μπι，密封孔大小為0.5mm，孔深度與光纖嵌入所在平面持平，光纖通道橫截面積為矩形，確保光纖端面與通道端面持平。3.根據權利要求1所述的一種光纖拉曼增強的微流裝置，其特征在于:所述微流通道入口和出口大小為直徑300μπι的圓形孔洞，微流通道橫截面積為200μπι X 250μπι的矩形。
【專利摘要】本實用新型涉及一種光纖拉曼增強的微流裝置，實現對分子拉曼增強光譜檢測。光纖通過對應的光纖通道和密封孔嵌入在微流體系統中，激發光纖光束與微流待測液發生作用，產生極大的拉曼增強信號，與激發光纖光線方向呈鈍角的接收光纖收集拉曼信號。本裝置的特點是能較大限度降低熒光背景、實現待測分子的拉曼信號增強，該裝置具有制作簡單、操作簡便、成本低等特點。
【IPC分類】G01N21/65
【公開號】CN205246539
【申請號】CN201520812059
【發明人】王鵬輝, 董前民, 王駿, 馬芳麗, 吳燕熊
【申請人】中國計量學院
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年10月16日