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随着现代生物医学的快速发展,在临床诊断等领域中,对样本中多组分生物分子如肿瘤标记物等进行快速和高灵敏度的定量检测显得尤为重要。虽然传统的平板微阵列生物芯片具有多组分目标生物分子分析的优势,但是在检测结果的准确性、免疫结合动力学速率、解码分析速率以及灵活性上仍存在不足。近年来,以编码微球为载体的生物芯片表现出巨大的优势,微球能够悬浮分散在待检测液体样品中,具有更快的动力学结合速率和分离洗涤步骤,且编码微球的生产技术相对简单,检测结果重复性更好、灵敏度更高。在诸多编码信号中,光谱信号编码如荧光、反射等因其操作灵活和解码方便研究最为广泛。与有机荧光信号相比,表面增强拉曼光谱（SERS）信号具有巨大优势:拉曼谱峰半高宽极窄（～1 nm）,可编码范围很广;拉曼光谱具有探针分子的指纹特征,有机探针分子种类繁多,且可联合拉曼峰强进行联合编码,编码容量大;SERS信号灵敏度非常高,检测能力强,因而SERS在生物分子检测领域被广泛应用。当前编码微球通常以单分散聚合物微球或者聚合物前驱体球形液滴为模板,采用溶胀法、溶胶-凝胶法、层层组装法或乳化聚合法将编码元素引入微球内部,合成出微球型编码芯片。然而对于拉曼编码来说,拉曼编码颗粒的随机分布将导致不同区域拉曼信号重复性差,针对该问题,本文提出以单分散磁性编码颗粒为组装单元,采用光微流控手段制备具有周期性结构的拉曼编码颗粒组装体微球作为生物芯片,同时结合拉曼探针的高灵敏特性,实现对多组分生物分子的快速检测。具体研究内容如下:1.构筑单分散磁性编码纳米颗粒和SERS探针颗粒。以Fe3O4@SiO2微球为磁核,通过控制反应条件沉积一层银纳米颗粒作为SERS基底;选择含有巯基的有机物作为拉曼探针分子,经拉曼表征筛选出四种合适的有机分子2356-TFTP、35-DTP、4-BTP和MMTAA,分别作为编码信号分子和拉曼定量检测信号分子;通过研究探针分子在银壳层表面的吸附动力学,调控探针分子的种类和数量进行编码并进行二氧化硅壳层的包覆,实现19种不同类型的磁性拉曼编码纳米颗粒。在此基础上,以MMTAA标记分子修饰的磁性SERS微球为前驱体,通过去除磁核实现空心拉曼探针颗粒的开发,选择草酸作为刻蚀剂,制备出三明治空心结构拉曼探针纳米颗粒,该类型探针与银纳米颗粒探针相比,拉曼信号提升了1个数量级。2.基于光微流控合成磁性拉曼编码颗粒组装体微球。以单分散磁性编码颗粒作为组装单元,以聚合物单体PEG-DA作为固化剂,通过光微流控装置形成含有拉曼编码纳米颗粒和聚合物单体的液滴,通过光引发固化,实现磁性拉曼编码颗粒组装体微球的合成。通过调控流速比、磁性编码微球的浓度、PEG-DA溶剂用量等,优化拉曼编码颗粒在微球表面的周期性结构,合成出高质量、尺寸可调的磁性拉曼编码颗粒组装体微球。选择CEA和AFP作为目标生物分子,对拉曼编码微球表面进行抗体修饰,与上述合成的三明治结构的拉曼探针进行联用,考察拉曼编码微球和拉曼探针颗粒对目标生物分子的检测性能。结果表明该组装体载体与上述探针颗粒相结合,可以实现对CEA和AFP的痕量检测,且肿瘤标志物浓度在0.5 pg/m L到0.1 ng/m L范围与拉曼信号具有较好的线性关系,最低探测极限可以达到10 fg/m L量级。