Nano-reinforced substrate integration in SERS microfluidic chip for bacteria detection

LI Shifang; HE Hong; GE Chuang; CHEN Li; XU Yi

doi:10.37188/OPE.20223014.1643

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Nano-reinforced substrate integration in SERS microfluidic chip for bacteria detection

Modern Applied Optics | 更新时间：2026-09-11

- Nano-reinforced substrate integration in SERS microfluidic chip for bacteria detection
- Optics and Precision Engineering Vol. 30, Issue 14, Pages: 1643-1656(2022)
- 作者机构：
  
  1.重庆大学新型微纳器件与系统技术重点学科实验室&光电技术与系统教育部重点实验室，重庆 400044
  2.重庆大学化学化工学院，重庆 400044
  3.重庆大学光电工程学院，重庆 400044
  4.重庆大学肿瘤医院癌症转移与个体化治疗转化研究重点实验室，重庆 400030
- 作者简介：
  
  E-mail： xuyibbd@cqu.edu.cn
- 基金信息：
- DOI：10.37188/OPE.20223014.1643
  CLC： TP391.4;TH691.9
- Received：09 March 2022，
  
  Revised：2022-05-10，
  
  Published：25 July 2022
- 稿件说明：
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李世芳,何红,葛闯等.集成纳米增强基底的微流控SERS芯片及其致病菌检测[J].光学精密工程,2022,30(14):1643-1656.

LI Shifang,HE Hong,GE Chuang,et al.Nano-reinforced substrate integration in SERS microfluidic chip for bacteria detection[J].Optics and Precision Engineering,2022,30(14):1643-1656.
李世芳,何红,葛闯等.集成纳米增强基底的微流控SERS芯片及其致病菌检测[J].光学精密工程,2022,30(14):1643-1656. DOI： 10.37188/OPE.20223014.1643.

LI Shifang,HE Hong,GE Chuang,et al.Nano-reinforced substrate integration in SERS microfluidic chip for bacteria detection[J].Optics and Precision Engineering,2022,30(14):1643-1656. DOI： 10.37188/OPE.20223014.1643.

摘要

针对致病菌快速高效的辨识和检测一直是生命科学、医疗诊断、食品安全和环境监测等领域备受关注的热点。微流控芯片分析技术为细菌等微生物的研究和检测提供了新的、高效的途径和平台，将表面增强拉曼散射（Surface Enhanced Raman Scattering， SERS）光谱检测技术与其结合，成为了具有突出优势的致病菌快速鉴别和检测途径。本文针对基于微流控芯片的SERS分析技术及其应用进行综述，首先对各种SERS增强基底材料进行了介绍和性能比较；然后，系统综述了在微流控芯片上集成SERS基底的方法和技术，分别探讨了在微流控通道中注入纳米金属溶胶的外部注入法，在微流控芯片检测区构建固体纳米结构的内嵌法和在微流控通道中原位制备纳米结构基底的原位制作法；最后，对集成SERS检测技术的微流控芯片分析方法在致病菌定性鉴别和定量检测方面的应用进展予以了综述和展望。

Abstract

The rapid and efficient detection and identification of pathogenic bacteria have long been the focus of many research fields， such as life sciences， medical diagnosis， food safety， and environmental monitoring. Microfluidic chip analysis technology provides efficient methods and platforms for the research and detection of bacteria and other microorganisms. The combination of microfluidic chips and surface-enhanced Raman scattering （SERS） spectroscopy detection technology provides many advantages and allows rapid identification and detection of pathogenic bacteria in biological samples. In this paper， we review the SERS analysis technology and its applications in microfluidic chip analysis. First， we introduce improved substrate materials for SERS and compare their effectiveness. The methods and techniques used to integrate SERS substrates on microfluidic chips are then systematically reviewed. Next， we discuss methods for the external injection of a nano metal sol into the microfluidic channel， embedding a solid nano structure in the microfluidic chip detection area， and the in-situ fabrication of nano structure substrates in the microfluidic channel. Finally， we provide an overview of the progress and future prospects of the application of the microfluidic chip analysis method integrated with SERS detection technology for the identification and quantitative detection of pathogenic bacteria.

关键词

Keywords

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