基于微纳光纤-微流控芯片的表面等离激元生物传感器研究

项目名称： 基于微纳光纤-微流控芯片的表面等离激元生物传感器研究

项目编号： No.61275217

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 张磊

作者单位： 浙江大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 生物传感器是表面等离激元（SPP）的重要应用方向之一，高性能、小尺寸和低功耗芯片式传感器是其发展的必然趋势。如何在微纳芯片尺度上集成高灵敏度、低噪声、高通量、低功耗和宽动态响应等优良传感功能是目前迫切需要解决的关键问题。本项目基于青年科学基金资助下取得的研究成果，结合金属纳米颗粒合成领域的最新进展，提出将金纳米棒或具有高表面增强拉曼散射（SERS）增强系数的金属纳米颗粒组装至集成在微流控芯片内的微纳光纤表面，以导波方式激发金属纳米颗粒表面等离激元的无标记微纳光纤-微流控芯片光学生化传感器。通过改变芯片构型和微纳光纤形貌，设计了单金属颗粒局域表面等离子体共振（LSPR）传感器、微量液体SRES传感器和单细胞内涵物SERS传感器，对于微量生物样品实现单分子、单细胞级别的灵敏度和弱光无损伤的实时传感。研究结果对于研究生物大分子间的相互作用、疾病早期诊断、药物高通量筛选有重要意义。

中文关键词： 微纳光纤；微流控芯片；金属纳米颗粒；传感器；

英文摘要： Biosensor is one of the most important applications of surface plasmon polaritons, and high performance, small footprint, low power and chip-based sensor are highly desired for its future development. How to realize high sensitivity, low noise, high throughput, wide dynamic range is a crucial issue for biosensor. Based on our research results supported by NSFC and state-of-art synthesis methods of metal nanocrystals with high SERS enhancement factors, we intend to assemble metal nanocrystals onto the surface of micro/nanofibers which integrated with microfluidic chip and excite SPP by using waveguide approach. By changing the chip design and shape of micro/nanofiber, single metal nanocrystal LSPR sensor, micro sample volume SERS sensor and single cell SERS sensor with single molecule level sensitivity, low power, wide dynamic range will be demonstrated. These improvements will be very useful for the study on interaction of biomoleculars, diagnosis and high-throughput drug screening.

英文关键词： optical micro/nanofiber；microfluidic chip；metal nanoparticles；sensor；