中科院解决SERS液滴生化传感器基底制备工艺问题

近日，微电子所集成电路先导工艺研发中心陈大鹏研究员课题组与中北大学熊继军教授课题组合作在表面增强拉曼(SERS)生化检测研究领域取得了阶段性进展。

陈大鹏研究员课题组提出了一种开放式SERS液滴传感器，该传感器打破了传统基底型SERS器件所需的复杂制备工艺问题，利用烛灰纳米链结构的多孔易断性，以滚动的方式在基底上在形成了具有丰富三维“热点”的SERS活性液滴，从而大大增强该液滴的拉曼检测性能。液滴所提供的液相环境能够保持生物分子的活性，并提高生物大分子(如蛋白质、DNA)等与“热点”的有效结合。因此，该SERS液滴传感器的设计开发为液体活检分析等技术提供了新的检测理念。

此类传感器相比同类液相环境下检测的传感器，表现出更高的检测能力，能够实现对罗丹明6G的低极限检测(100 fM)，对液体活检分析中常用的功能性探针分子(对氨基硫酚与2-巯基吡啶)具备较强的检测特异性。通过检测牛血清白蛋白(BSA)，该传感器的生物检测能力也被验证，BSA的检测限低至1 pM。上述工作表明该传感器对生物分子检测有极大的应用前景。

该成果以"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) 为题发表在ACS sensors期刊。

图1 SERS活性液滴传感器的制备过程及形成过程

图2不同浓度的牛血清白蛋白的检测结果