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酿酒酵母细胞是真核细胞研究的模式生物之一,本论文以酵母细胞为研究对象,开展适用于酵母细胞的微流控芯片及拉曼光谱方法研究,具体的研究内容如下: 1.拉曼检测过程中要求酵母固定不动,而酵母细胞由于具有较硬的细胞壁,形状呈椭球形且不易变形,在芯片上固定是个难题。在初步摸索酵母细胞生长特性的基础上,提出两种在芯片上固定酵母并制备酵母细胞阵列的方法:其一,基于PDMS微柱制备酵母细胞阵列,在微柱表面捕获酵母细胞,通过调节微柱尺寸与间隔,可以很容易地控制微柱上酵母细胞的数量,当微柱尺寸足够小时,能够获得单细胞阵列;其二,基于光刻剥离法使酵母细胞图案化,结合使用聚赖氨酸使酵母固定。 2.设计并加工用于酵母细胞拉曼检测的芯片,并对单个酵母细胞进行拉曼检测。针对芯片材料、结构及物镜进行了设计和优化,确定了适于酵母细胞检测的玻璃/镂空PDMS薄层/石英微流控芯片构型,并获得了良好的酵母单细胞拉曼信号。 3.MTT试验是评估细胞活性的常规实验技术之一,通常采用紫外吸收法进行检测,获得的是统计的结果。提出并建立了MTT试验的单细胞拉曼检测方法,考察了MTT反应时间、激光强度、采谱时间等因素的影响,通过优化,获得单个酵母细胞内部的Formazan拉曼信号。 4.SHINs具有干净表面,可避免杂峰信号及碳包,便于对酵母细胞表面进行检测。采用溶胶法合成SHINs,并对酵母细胞进行拉曼检测。但溶胶法难以大批量生产。提出并建立了利用原子层沉积(ALD)技术大批量地制备SHINs的方法。通过探索并优化沉积模式、反应温度、净化时间及腔体气压等参数,在Cu、Au、Ag三种纳米粒子表面合成Al2O3、 TiO2和SiO2三种壳层,壳层厚度从1nm到10nm可控,并且无针孔,单次实验合成的SHINs为克级(如0.5g到10g)。并将其应用于合成色素和孔雀石绿的检测。