得益于SERS检测在单分子水平的超高灵敏度，微流控系统与表面增强拉曼光谱（SERS）的结合成为集成在线监测领域的热门研究课题之一。在以往的报道中，最常见的是将金属纳米结构固定在微流沟道表面，以克服布朗运动的干扰，提高SERS灵敏度。
图1. 微流控传输器示意图。图片来源：Anal. Chem.
在这项工作中，开发了一种杂化光等离子体微流控输送器，输送可移动、高度有序的光等离子体微球到检测区域进行 SERS 检测。这种杂化光等离子体结合了Ag纳米结构中的表面等离子体和介质微粒（SiO2微球）中的光子，提供了超越传统等离子体和光子系统的奇妙光学特性。二氧化硅微球作为一种环保、经济、聚光的微结构，可以将光能量聚焦在光还原的Ag纳米颗粒附近，在微通道中产生巨大的电场增强，这是由FDTD模拟电场分布证实。
图2. FDTD电场模拟分布图。图片来源：Anal. Chem.
有趣的是，该工作通过调节注入流体的速度进而控制检测区域内的光等离子体微球的停止和释放，每个光等离子体微球就像一个独立的反应室，可以搭载不同目标分子，通过补给洁净的SiO2微球，从而实现在同一通道中进行多种分子的重复SERS 检测。在这个微型输送器中研究了运输光等离子体微球的动力学过程，并建立了的预测微球释放的理论模型。这些数据表明，作者的杂化光等离子体微流控输送器具有具有高 SERS 灵敏度的增强基底，可在批量检测中克服不同目标分子的交叉污染。
图3. 可重复SERS检测以及SiO2微球操控。图片来源：Anal. Chem.
该成果在ACS旗下期刊Analytical Chemistry 上发表。重庆大学为第一完成单位，课题组刘丹阳研究生为文章的第一作者，深圳大学闫昇研究员和重庆大学黄映洲副教授为共同通讯作者。
Microfluidic Transport of Hybrid Optoplasmonic Particles for Repeatable SERS Detection
Danyang Liu, Chuanyu Liu, Yuan Yuan, Xin Zhang, Yingzhou Huang*, and Sheng Yan*
Anal. Chem., 2021, 93, 10672–10678, DOI: 10.1021/acs.analchem.1c02139
闫昇，深圳大学高等研究院研究员，研究领域主要涵盖基于微流控芯片的细胞筛选、3D打印技术、手持设备、拉曼传感器、可穿戴设备以及高速成像流式细胞仪，主要项目包括：（1）基于微流控芯片对于血液分选以及癌症筛查；（2）基于液态金属的新型3D打印技术；（3）基于表面增强拉曼的生物检测系统。闫昇博士在Nature Communications, Advanced Functional Materials, Small, Lab on a Chip, Analytical Chemistry, Sensors and Actuators B: Chemical, Scientific Reports, Applied Physics Letters 等高水平期刊上发表60余篇文章。引用超过2000次，H-index为24。
闫昇课题组现面向国内外诚聘博士后1-2名，欢迎有志之士加入，详情参阅深圳大学官方网站：
https://hr.szu.edu.cn/info/1024/5770.htm
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