基于表面增强拉曼散射的诊断装置

时间：2023-08-10

　　1.本公开属于检测技术领域，本公开尤其涉及一种基于表面增强拉曼散射的诊断装置。背景技术：2.2019年，全球估计发生了2.29亿例人类疟疾病例和409000例相关死亡(世界卫生组织，2020)，为了降低发病和死亡率，早期疟疾诊断至关重要(ashley等人，2018)。3.疟疾诊断的“黄金标准”是对giemsa染色的血液涂片进行显微镜检查(ashley 等人，2018)，但这种方法很耗时，需要熟练的工作人员识别感染，比如检测极限在 4-20个寄生虫/μl血液。4.尽管研究人员已经开发了各种疟疾诊断技术(ragavan等人，2018)，但这些技术中的每一种也有自己的缺点。例如，已经开发的快速诊断测试方法(rdts)，能够进行快速诊断，但这些快速诊断方法的检测敏感性较低(ashley等人，2018)，假阳性或假阴性的结果的概率较高(reboud等人，2019)，并且无法进行寄生虫定量检测 (rifaie-graham等人，2019年)来评估疟疾疾病的进展。另一方面，大多数能够定量检测的灵敏检测方法(例如，酶联免疫吸附试验，实时定量聚合酶链反应)需要实验室环境进行处理(ashley等人，2018；reboud等人，2019；rifaie-graham等人， 2019)。在这些诊断技术中，拉曼光谱作为一种光学方法，能够为检查中的分子物种提供振动指纹，具有快速诊断疟疾的潜力，且不需要熟练的操作人员，但是其敏感性不足，使得早期诊断难以识别低水平寄生虫血症(patel等人，2019)。5.表面增强拉曼散射(sers)已被用于提高疟原虫色素拉曼信号的检测灵敏度和信号强度，疟原虫色素是一种生物晶体，是疟疾感染的独特生物标志物(garrett等人， 2015；wang等人，2020；wood等人，2011年；yuen和liu，2013)。6.在sers策略中，需要将sers活性纳米粒子靠近疟原虫色素以进行拉曼信号放大，大多数sers研究将现成的纳米粒子与sers测量前从裂解的血液中获得的疟原虫色素混合以达到这一要求。由于完全血液裂解的方法也经常裂解寄生虫，这一裂解步骤从每个液泡释放并分散高度局部聚集的疟原虫色素生物晶体，在更大的周围体积内形成多个分解的生物晶体，这可能需要进一步的浓缩和提取(wang等人，2020)。另外，纳米粒子与稀疏分布的疟原虫色素晶体之间的平均距离增加，将导致较低水平的sers信号。7.与之不同的是，我们(chen等人，2016b)在寄生虫体内合成了sers纳米粒子，以增强疟疾感染血液中疟原虫色素发出的拉曼信号。在寄生虫体内形成纳米粒子的优点在于，由于纳米粒子与寄生虫体内的疟原虫色素和/或其高浓度的液泡之间的紧密接近，使得sers信号得到了很大的改善。这种紧密的接近很难通过其他现成的纳米粒子或纳米结构实现(garrett等人，2015；laing等人，2017；perez-guaita等人， 2018；wang等人，2020)，因为这些现成的纳米粒子不够小，无法穿透多个膜屏障，如寄生虫血浆膜和寄生虫液泡膜，并接近内部的疟原虫色素。过滤模块，所述过滤模块设置在所述入口模块与所述反应模块的所述第一区域之间，以对所述入口模块输送的待分析液体进行过滤。23.根据本公开的至少一个实施方式的基于表面增强拉曼散射的诊断装置，所述过滤模块包括单层封口膜、第二封口膜堆叠层及夹置在单层封口膜与第二封口膜堆叠层之间的一级滤纸，所述第二封口膜堆叠层与所述反应模块紧密接触，所述单层封口膜与所述第二封口膜堆叠层上均具有一个圆孔，且单层封口膜上的圆孔与第二封口膜堆叠层上的圆孔对准。24.根据本公开的至少一个实施方式的基于表面增强拉曼散射的诊断装置，所述第二封口膜堆叠层由四层以上的单层封口膜堆叠而成。25.根据本公开的至少一个实施方式的基于表面增强拉曼散射的诊断装置，所述第一封口膜堆叠层由四层以上的单层封口膜堆叠而成。26.根据本公开的至少一个实施方式的基于表面增强拉曼散射的诊断装置，所述一级滤纸的尺寸小于所述过滤模块的单层封口膜的尺寸且小于所述过滤模块的第二封口膜堆叠层的尺寸。27.根据本公开的至少一个实施方式的基于表面增强拉曼散射的诊断装置，所述入口模块包括盖体部、第三封口膜堆叠层及第二基片，所述盖体部设置在所述第三封口膜堆叠层上，所述第三封口膜堆叠层设置在所述第二基片上，所述第二基片与所述过滤模块的单层封口膜紧密接触，所述入口模块具有液体通道，待分析液体能够经由所述液体通道以及所述过滤模块进入所述反应模块。28.根据本公开的至少一个实施方式的基于表面增强拉曼散射的诊断装置，所述盖体部上形成有盖体通孔，所述第三封口膜堆叠层上形成有圆孔，所述第二基片上形成有针孔，所述入口模块的所述液体通道由所述盖体部的盖体通孔、所述第三封口膜堆叠层的圆孔以及所述第二基片的所述针孔形成。29.根据本公开的至少一个实施方式的基于表面增强拉曼散射的诊断装置，所述第三封口膜堆叠层由八层以上的单层封口膜堆叠而成。30.根据本公开的至少一个实施方式的基于表面增强拉曼散射的诊断装置，所述诊断装置用于血液中疟疾的诊断。31.根据本公开的至少一个实施方式的基于表面增强拉曼散射的诊断装置，所述纳米粒子为银纳米粒子。32.根据本公开的至少一个实施方式的基于表面增强拉曼散射的诊断装置，还包括壳体，组装后的反应模块、过滤模块、入口模块及检测模块置于所述壳体之内。附图说明33.附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。34.图1是本公开的一个实施方式的基于表面增强拉曼散射的诊断装置/芯片的示意图和各种组件的照片。图1中的(a)为分解示意图和装置/芯片的组成部件；其中，(i)反应模块，具有3组干燥的化学点a、b、c和d；(ii)过滤模块；(iii)入口模块；(iv)检测模块；(b)反应模块的优选详细尺寸；(c)-(f)为分别对应于模块(i-iv) 的子模块照片；(g)在实验室拍摄的整个组装后的sers装置/芯片的照片；(h) 本公开制造的手动注射泵的照片。图1中，a：硝酸银；b：氢氧化钠；c：盐酸羟胺(hydroxylamine hydrochloride)；d：氯化钠；fg过滤器即玻璃纤维滤纸； g1过滤器即一级滤纸；根据本公开的优选实施方式，本公开的装置/芯片上的所有孔直径均为3mm，除非注明为针孔(针孔直径优选为0.81mm)，或者标注为直径为5mm。检测模块的铝箔上的针孔与激光路径不对齐，而反应模块的透明片上的另一个针孔用于通过激光以进行sers测量。35.图2中，(a)-(c)为本公开的优化后的诊断装置/芯片获取的浓度为10-5m 的r6g的sers光谱，(d)-(f)为本公开的优化后的诊断装置/芯片获取的寄生虫血症水平为0.05％的感染血液的sers光谱，以与其他装置/芯片相比：36.(a)1×，4×，6×，8×，10×理论质量(mtheo)(沉积的化学物质)，和(d)1×， 6×，8×，10×，12×理论质量(mtheo)(沉积的化学物质)；(b)0mm，1.2mm， 2.4mm，3.6mm，6mm(氯化钠)，和(e)0.4mm，1.6mm，2.4mm，3.2mm， 4.8mm(氯化钠)；(c)1个化学组，2个化学组，3个化学组，4个化学组，和 (f)1个化学组，2个化学组，3个化学组，4个化学组，5个化学组(每个化学组有4个干燥化学点)。图中的“×10”表示相应光谱的强度乘以10以便于可视化。37.图3中，(a)为疟原虫感染血液的sers光谱与正常血液的sers光谱的对照，疟原虫色素浓度分别为：2×10-8m，4×10-8m，9×10-8m，1.8×10-7m，2.7×10-7 m，4.5×10-7m，9.0×10-7m，1.8×10-6m和4.5×10-6m。每个平均光谱(黑色) 为5个不同样品的25个光谱(灰色)的平均值，每个样品有5个随机位置。(b)为估计的疟原虫色素浓度与参考的疟原虫色素浓度之间的相关性，其中，估计的疟原虫色素浓度通过pls-loo技术从sers光谱获得，该sers光谱使用本公开的疟原虫色素优化后的装置/芯片获得。38.图4至图11分别为图1中(a)至(h)的放大视图。具体实施方式39.下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。40.需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。41.除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。42.在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。43.当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等人，并且具有或不具有中间部件。44.为了描述性目的，本公开可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、?“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”和“侧(例如，在“侧壁”中)”?等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。45.这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”?也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。46.下文将参考图1至图11对本公开的基于表面增强拉曼散射的诊断装置/芯片进行详细说明。47.材料和方法48.化学物质和材料：49.硝酸银(agno3)、罗丹明6g(r6g)、氯化钠(nacl)、percoll、山梨糖醇和氢氧化钠(naoh)，这些化学物质颗粒/粉末购自德国莫克公司(merck，germany)。50.rpmi 1640培养基和购自美国thermofisher公司。盐酸羟胺 (honh2·hcl)购自美国mp biomedicals公司。parafilm pm996 m卷、一级滤纸和玻璃微纤维过滤器(gf/b级)购自英国whatman公司。透明胶片(pp2500)购自美国3m公司。切纸机(silhouette cameo 4)购自美国silhouette公司。51.伦理声明52.全血由新加坡国立大学医院的健康非疟疾免疫成年志愿者捐献。根据新加坡南洋理工大学机构审查委员会(irb-2018-02-031)批准的协议，从所有捐赠者那里获得了知情的书面同意。53.恶性疟原虫寄生虫培养54.将恶性疟原虫株3d7在新鲜的红细胞中培养，在rpmi 1640培养基中以4％红细胞比容补充5％白蛋白和3％o2、5％co2，其余为n2气体，并如上所述在37℃培养(trager和jensen，1976)。每天用新鲜完整的rpmi替换生长培养基。55.在显微镜载玻片上进行涂片以检查寄生虫血症。使用70％percoll离心纯化晚期裂殖体寄生虫(kutner等人，1985)。为了更紧密地同步，纯化的裂殖体阶段的寄生虫被允许重新入侵新鲜的红细胞。生长5-6小时后，用5％山梨糖醇处理寄生虫以去除所有晚期寄生虫(aley等人，1986)，使96％-99％的寄生虫处于环状体期。血液样品储存在4℃，而所有测量在寄生虫培养结束后约30天内完成。56.根据本公开的一个实施方式的基于表面增强拉曼散射的诊断装置，参考图1和图4，包括：57.入口模块，入口模块用于接收待分析液体；58.反应模块，反应模块的第一区域具有接收孔，反应模块的第二区域具有输出孔(输出孔可以为能够接收激光的针孔)，接收孔与输出孔通过流道连通，流道内配置有至少一个化学试剂组(set)，反应模块经由接收孔接收入口模块输送的待分析液体，待分析液体能够流经流道内的化学试剂组(set)，获得携带纳米粒子的待分析液体，携带纳米粒子的待分析液体能够流动至反应模块的第二区域；59.检测模块，检测模块能够接收经由反应模块的输出孔输送的携带纳米粒子的待分析液体；60.其中，激光能够经由反应模块的输出孔照射至检测模块接收的携带纳米粒子的待分析液体，对其进行激发以发生表面增强拉曼散射(surface enhanced ramanscattering)。61.其中，本公开描述的纳米粒子优选为银纳米粒子，当然也可以是金纳米粒子等，本领域技术人员在本公开技术方案的启示下，对纳米粒子的种类进行选择/ 调整，均落入本公开的保护范围。62.下文以银纳米粒子作为纳米粒子的实例对本公开的技术方案进行说明。63.其中，本公开描述的待分析液体可以是人体血液或者动物血液，可以通过入口模块将人体血液或者动物血液输送至诊断装置的反应模块，本公开的反应模块具有流道，在流道内配置的化学试剂组(set)能够被人体血液或者动物血液溶解，被溶解的化学试剂组发生化学反应，生成银纳米粒子，银纳米粒子可以以银纳米溶胶的形式存在。从而，待分析的人体血液或动物血液中混合有银纳米粒子。64.通过使用激光照射携带银纳米粒子的待分析液体，发生表面增强拉曼散射，通过获取表面增强拉曼散射的光谱，进行光谱分析，能够诊断待分析液体中是否含有与特定疾病(例如疟疾)相关的生物标志物，以实现特定疾病的快速的现场诊断。65.优选地，本公开的基于表面增强拉曼散射的诊断装置的化学试剂组(set)包括多种化学试剂，各个化学试剂以干燥化学试剂点的方式设置在流道内，且各干燥化学试剂点依次间隔地设置。66.其中，本公开的化学试剂组(set)可以包括硝酸银、氢氧化钠、盐酸羟胺和氯化钠，即四种化学试剂，四种化学试剂依次间隔地设置在流道内，各个化学试剂之间的间距可以相等。67.根据本公开的优选实施方式，本公开的基于表面增强拉曼散射的诊断装置的化学试剂组的数量为3组或者4组，各化学试剂组依次间隔地设置。68.根据本公开的实验(下文将详细描述)，当化学试剂组的数量为3组或4组时，能够产生较好的表面增强拉曼散射，本领域技术人员在本公开技术方案的启示下，对化学试剂组的数量、化学试剂组包括的化学试剂种类等进行调整，均落入本公开的保护范围。69.本公开的基于表面增强拉曼散射的诊断装置的反应模块的接收孔的孔径尺寸优选地大于输出孔的孔径尺寸。70.本公开通过将接收孔的孔径尺寸设置为大于输出孔的孔径尺寸，能够使得待分析物液体对干燥化学试剂点进行充分地溶解。71.参考图1和图5，本公开的基于表面增强拉曼散射的诊断装置的反应模块优选地包括第一基片以及设置在第一基片上的第一封口膜堆叠层，通过在第一封口膜堆叠层上开设通槽，以形成上文描述的流道。72.其中，本公开描述的“基片”可以是各种材质的片状基底，例如pvc(polyvinylchloride)材质的片状基底，本公开描述的“基片”优选为透明基片。本领域技术人员在本公开技术方案的启示下，对“基片”的材质、类型等进行选择/调整，均落入本公开的保护范围。73.根据本公开的一个具体实施方式，接收孔设置在第一基片上，且与通槽的第一端部连通，输出孔设置在第一基片上，且与通槽的第二端部连通。74.根据本公开的优选实施方式，参考图1和图5，通槽的第一端部与通槽的第二端部均为圆形形状或者椭圆形形状。75.本公开的诊断装置的反应模块还包括第三基片，第一封口膜堆叠层被夹置在第一基片和第三基片之间。76.如图1所示，本公开的基于表面增强拉曼散射的诊断装置的入口模块以及检测模块设置在反应模块的同一侧。77.参考图1和图9，本公开的基于表面增强拉曼散射的诊断装置的检测模块优选地包括两片单层封口膜、玻璃纤维滤纸及铝箔片，玻璃纤维滤纸夹置在两片单层封口膜之间，且共同地设置在铝箔片上，每片单层封口膜上均具有一个圆孔，两片单层封口膜的圆孔对准；经由两片单层封口膜上的圆孔，反应模块的输出孔输送的携带银纳米粒子的待分析液体的纳米粒子、或者纳米粒子及标记物(和待分析液体内的滤渣)能够沉积在玻璃纤维滤纸，而过滤后的液体则沿铝箔片的针孔排出78.其中，参考图1，检测模块的两片单层封口膜上的圆孔的孔径相等且大于输出孔的孔径。79.参考图1和图9，检测模块的铝箔片上优选地设置一个针孔(needle hole)，铝箔片上的针孔不与检测模块的两片单层封口膜上的圆孔对准。80.优选地，检测模块的玻璃纤维滤纸的尺寸小于检测模块的单层封口膜的尺寸。81.通过将本公开的诊断装置的检测模块的玻璃纤维滤纸的尺寸设置为小于单层封口膜的尺寸，使得玻璃纤维滤纸能够完全的置于两片单层封口膜之间。82.对于上述各个实施方式的基于表面增强拉曼散射的诊断装置，优选地，还包括过滤模块，过滤模块设置在入口模块与反应模块的第一区域之间，以对入口模块输送的待分析液体进行过滤。83.其中，根据本公开的优选实施方式，本公开的基于表面增强拉曼散射的诊断装置的过滤模块包括单层封口膜、第二封口膜堆叠层及夹置在单层封口膜与第二封口膜堆叠层之间的一级滤纸(g1 filter)，第二封口膜堆叠层与反应模块紧密接触，单层封口膜与第二封口膜堆叠层上均具有一个圆孔，且单层封口膜上的圆孔与第二封口膜堆叠层上的圆孔对准。84.其中，过滤模块的第二封口膜堆叠层由四层以上的单层封口膜堆叠而成。85.其中，本公开的诊断装置的反应模块的第一封口膜堆叠层由四层以上的单层封口膜堆叠而成。86.本领域技术人员在本公开技术方案的启示下，对过滤模块的第二封口膜堆叠层的单层封口膜的数量进行调整/选择，对反应模块的第一封口膜堆叠层的单层封口膜的数量进行调整/选择，均落入本公开的保护范围。87.根据本公开的优选实施方式，参考图1，过滤模块的一级滤纸的尺寸小于过滤模块的单层封口膜的尺寸且小于过滤模块的第二封口膜堆叠层的尺寸。88.参考图1和图4，本公开的基于表面增强拉曼散射的诊断装置的入口模块包括盖体部、第三封口膜堆叠层及第二基片，盖体部设置在第三封口膜堆叠层上，第三封口膜堆叠层设置在第二基片上，第二基片与过滤模块的单层封口膜紧密接触，入口模块具有液体通道，待分析液体能够经由液体通道以及过滤模块进入反应模块。89.参考图1、图4和图8，入口模块的盖体部上形成有盖体通孔，第三封口膜堆叠层上形成有圆孔，第二基片上形成有针孔，入口模块的液体通道由盖体部的盖体通孔、第三封口膜堆叠层的圆孔以及第二基片的针孔形成。90.其中，入口模块的第三封口膜堆叠层由八层以上的单层封口膜堆叠而成。本领域技术人员在本公开技术方案的启示下，对入口模块的第三封口膜堆叠层的单层封口膜的数量进行调整/选择，均落入本公开的保护范围。91.对于上述各个实施方式的基于表面增强拉曼散射的诊断装置，优选地，还包括壳体(未示出)，组装后的反应模块、过滤模块、入口模块及检测模块置于壳体之内。92.根据本公开的一个实施方式，本公开的基于表面增强拉曼散射的诊断装置/芯片通过以下步骤制备：93.(1)首先使用切纸机将准备好的材料(滤纸、小瓶盖(vial cap)、铝箔、封口膜、透明膜)图案化成所需的形状和尺寸，如图1中的(a)和图1中的(b)所示，孔径优选为3mm，除非图1中另有说明。94.(2)制作各个子模块：95.反应模块(请参考图1)：本公开将四片封口膜(parafilm)堆叠在一起，形成第一封口膜堆叠层，其中，本公开在每片封口膜上形成两个孔(直径优选为3mm)，两个孔通过通道连通，即形成了反应模块，上述第一封口膜堆叠层设置在第一基片 (transformer slide)上，第一基片上具有第一孔和第二孔，第一孔优选直径为3mm 的孔，第二孔优选为21g针孔，第一孔与第一封口膜堆叠层的两个孔中的一个对齐，第二孔与第一封口膜堆叠层的两个孔中的另一个对齐，如图1中的(b)和图1中的 (c)所示。96.过滤模块(请参考图1)：本公开将四片封口膜堆叠在一起，形成第二封口膜堆叠层，在第二封口膜堆叠层与单层封口膜层之间夹置一层一级滤纸，从而形成了过滤模块。其中，第二封口膜堆叠层上形成一个孔，单层封口膜上也形成一个孔，第二封口膜堆叠层上的孔与单层封口膜上的孔对齐。97.入口模块(请参考图1)：在小瓶盖(vial cap)上打孔，孔的直径优选为3mm，其中，小瓶盖可以是从小瓶上切下来的小瓶盖。将小瓶盖设置在第三封口膜堆叠层上(参考图1中的(e))，其中，第三封口膜堆叠层设置在第二基片(transformer slide) 上，其中，第三封口膜堆叠层由八片封口膜(parafilm)堆叠形成。98.检测模块(请参考图1)：将一片玻璃纤维滤纸(fiber glass filter paper，参考图1 中的(f)，尺寸优选为7mm×7mm)夹在两片单层封口膜之间，每片单层封口膜具有相互对准的圆孔，圆孔的直径优选为5mm，将它们放置在具有针孔的铝箔片(al foil)，该铝箔片上具有针孔(needle hole)，该针孔不与两片单层封口膜的圆孔对准，即该针孔与两片单层封口膜的圆孔的中心轴偏离。该未对准的针孔用于释放在泵送过程中由分析物在检测模块处建立的压力，并最大限度地减少纳米粒子和寄生虫的排出。99.使用另一片铝箔片(a sacrificial sheet of al foil)覆盖上文描述的通道，这片铝箔片暂时代替图1中(a)中示出的用于覆盖的基片(the covering transparency slide)即第三基片，并将组装好的装置/芯片在加热到120℃(可以在热板上加热4分钟)。100.需要注意的是，在加热过程中，上文描述的另一片铝箔片与热板的表面接触。由于高温，在加热过程中，未将化学物质放置在上文描述的通道中。101.加热过程完成之后，将上文描述的另一片铝箔片移除，将化学物质滴入上文描述的通道中。102.agno3(20.5μg)滴入距离通道的边缘8mm的位置处，接下来，依次滴入naoh (14.4μg)、honh2·hcl(12.5μg)、nacl(2.8μg)，四种化学物质的间距为4mm，请参见图1中的(a)和图1中的(b)，即图1中的(a)中a、b、c、d指向的位置。103.接下来，将这些滴入的化学物质在黑暗环境中风干(these chemicals were air driedin a dark environment)。进行密封，将第三基片即用于覆盖的基片覆盖在顶部，如图1 中(a)所示，再加热至60℃(可以在热板上加热4分钟)，以将第一封口膜堆叠层粘附在用于覆盖的基片(transparency slide)上，第一封口膜堆叠层密封在第一基片和第三基片之间。这一加热温度足够低，在使用前，防止反应模块发生任何不想要的化学反应，如图1中的(g)所示。因为很多化学反应需要更高的温度，比如，agno3在160℃会发生热分解反应。104.sers测量准备工作—对装置/芯片的操作105.在每次测试中，将20μl测试用分析物输入装置/芯片的入口模块，以进行泵送。本公开将小瓶盖塞入注射泵的筒体法兰中(参见图1中的(h))，其中，注射泵是本公开自制的注射泵，测试用分析物被驱动至干燥的agno3化学点(图1中(a)中的第一个点，即点a)，在被驱动至下一个化学点(图1中(a)中的点b，即第二个点) 之前，测试用分析物对干燥的agno3化学点溶解两分钟。测试用分析物前进到下一个干燥化学点的过程由操作员通过第三基片进行视觉监控，并且，该过程可以通过注射泵的注射器上的标记进行辅助监控。这个过程也适用于处理其余的干燥化学点(图 1中(a)中的第三个点即c点至第十二个点)，最后将测试用分析物推入检测模块。106.在sers测量之前，将第三基片和第一封口膜堆叠层剥离。107.激光(图1中(a)，虚线箭头)通过第一基片上的针孔聚焦到检测模块的玻璃纤维滤纸上，以用于sers测量。108.浓度为10-5m的r6g和寄生虫血症水平为0.05％的疟疾感染血液用于寻找r6g 和疟原虫色素的sers测量的最佳化学配置。109.在r6g的sers测量中，20μl r6g水溶液用作测试用分析物。在疟疾相关的sers 测量中，将10μl去离子水与10μl正常血液或感染疟疾的血液混合，其中，多种寄生虫血症水平(环状体期)为0％、0.0025％、0.005％、0.01％、0.02％、0.03％、0.05％、 0.1％、0.2％和0.5％，分别对应于0m、2×10-8m、4×10-8m、9×10-8m、1.8×10-7 m、2.7×10-7m、4.5×10-7m、9.0×10-7m、1.8×10-6m和4.5×10-6m，依次作为测试用分析物。假设人体血液每毫升含有5×109个红细胞(rbc)，环状体期的疟原虫色素浓度为0.22pg/rbc，疟原虫色素的分子量为1229g/mol(chen et al.2016b；yuenand liu，2012)。110.拉曼仪器和数据处理111.将微拉曼系统(innoram-785s，b&w tek，us)与背散射系统中的视频显微镜 (bac151a，b&w tek，us)耦合，来评估拉曼仪器的特性。112.在sers测量中，通过视频显微镜的物镜(60x，n.a.0.85)将波长为785nm的激光(除非另有说明，激光功率在血液测量时为5mw，在r6g测量时为1mw)聚焦到样品上。样品被激光激发后，样品发出的拉曼信号由同一物镜采集，并由光谱分辨率为4cm-1的光栅进行衍射，以用于检测。每个光谱以20秒的曝光时间获取，并累积4次。为了获得最终光谱，每个原始光谱都经过五点移动平均处理以在去除荧光背景之前去除噪声(zhang等人，2009)。结果部分中显示的光谱是从5个不同样品中获得的最终光谱的平均值，每个样品有5个随机位置(除非另有说明)。此外，将受疟疾感染血液的sers光谱从1535cm-1至1645cm-1建模为两个振动特征的叠加，即cαcm(血液中为1586cm-1)和νc＝c(疟原虫色素(hemozoin)中为1624cm-1)) 的叠加。为了计算仅来自疟原虫色素的拉曼信号贡献(νc＝c在1624cm-1)，本公开将该段(从1622cm-1到1626cm-1)拟合为两个洛伦兹函数的总和，并计算拟合洛伦兹曲线下的面积。113.结果114.不同化学成分对装置/芯片表面增强拉曼光谱性能的优化115.图2显示了两组不同装置/芯片的sers性能，这些装置/芯片使用不同数量的化学物质进行了优化，该优化为针对r6g(图2中的(a)至(c))和感染血液(图2 中的(d)至(f))的sers测量的优化。116.图2中(a)和图2中(d)分别评估了沉积在干燥化学点上的不同数量的agno3、 naoh和honh2·hcl的r6g和疟原虫色素(hemozoin)的sers光谱的变化。根据 leopold和lendl的方法(2003)，1mm agno3的理论质量为3.4μg，3mm naoh的理论质量(mtheo)为2.4μg，1.5mm honh2·hcl的理论质量为3.4μg。在本公开的诊断装置/芯片上分别沉积了质量为理论质量(mtheo)倍数的不同量的化学物质，用于 r6g和疟原虫色素的sers测量。sers结果表明，在r6g分析物中沉积6×mtheo的化学物质，在疟原虫色素分析物中沉积8×mtheo的化学物质，装置/芯片具有最佳的sers增强效果。如图2中的(b)和(e)所示，对于r6g和疟原虫色素的sers 实验，分别研究了装置/芯片中不同nacl浓度时的效果。在2.4mm nacl浓度下，r6g 和疟原虫色素(图2中的(b)和(e))的sers强度最好。图2中的(e)和(f)分别显示了r6g和疟原虫色素分析物的sers光谱，r6g和疟原虫色素分别流经四个干燥化学斑点构成的不同组。结果表明，3组(图2中的(c))和4组(图2中的(f)) 的干燥化学物分别具有最高的r6g sers强度和疟原虫色素sers强度。我们观察到，具有6倍理论质量的化学物质沉积质量、2.4mm nacl和3组(3sets)干燥化学物质的r6g优化装置/芯片提供了最佳的r6g sers信号。我们还注意到，具有8倍理论质量的化学物质沉积质量、2.4mm nacl和4组(4sets)干燥化学物质的疟原虫色素优化装置/芯片，产生了最高的疟原虫色素sers信号。117.疟疾感染血液中疟原虫色素浓度的定量诊断118.图3中的(a)示出了使用疟原虫色素优化装置/芯片获得的sers光谱，该sers 光谱为未感染血液的sers光谱和疟疾感染(环状体期)血液的sers光谱，其中，疟疾感染(环状体期)血液的寄生虫血症水平为0.0025％到0.5％。119.在951cm-1(ν3ch3)、1003cm-1(ν47)、1087cm-1(νc＝c)、1247cm-1(酰胺iii，amide iii)、1345cm-1(c2vinylh)、1375cm-1(ν4)、1448cm-1(δ，ch2/ch3)和1584 cm-1(δ，cαcm)处存在明显的sers拉曼峰(图3中(a)中的)。这与其他文献中报道的振动特征相似(atkins等人，2017；chen等人，2016a；chen等人，2016b)，在疟疾感染的血液和正常血液中都发现了这些振动特征。此外，在感染疟疾的血液中也观察到在1053cm-1和1624cm-1(νc＝c)处的突出峰(图3中的(a)中的“▼”)，与使用实验室sers方法获得的sers结果(chen等人，2016b)相当。图3中(b) 是根据1624cm-1处的sers峰，使用pls-loocv技术(rmsep为0.3μm)绘制的估计浓度与疟原虫色素参考浓度的对比图。本公开还发现，根据一系列的t-测试 (t-test，通过将1624cm-1处的峰值与正常血液样品的峰值进行比较，p《0.05)，环状体期或者疟原虫色素浓度为20nm时，最低可检测的寄生虫血症水平为0.0025％。120.讨论121.本公开通过优化化学物质的用量(图2)改进了装置/芯片的sers性能。首先，通过增加相同比例的化学物质的质量来补偿装置/芯片中化学物质的不完全溶解，最高的sers信号出现在6×mtheo(图2中的(a))质量和8×mtheo(图2中的(d)) 质量的沉积化学物质。事实上，本公开预计这一比率会因不同类型的化学物质而不同，会因同一类型的化学物质在不同的干燥点(例如，agno3的点1、5和9)有所不同，但在本公开的研究中，本公开假设所有这些都是相同的。其次，将nacl引入装置/ 芯片(图2中的(b)和(e))以诱导ag纳米粒子聚集并形成纳米间隙以进一步增强sers信号，这与文献中报道的其他sers的结构和应用相似(han等人，2011； min等人，2018)。与相对稀疏分布的银纳米粒子相比，这些几何构型(geometries) 允许更有效的sers活性。第三，流经三个化学组(图2中的(c))和四个化学组(图 2中的(f))的分析物给出了最佳的改进，这可能是由于分析物流经更多组干燥化学物质时银纳米粒子尺寸扩大，类似于用来生长其他类型的扩大银结构的策略(yuen 和liu，2013)。较大直径的银纳米粒子在近红外波长中表现出较高的消光截面值 (extinction cross-section)(yu等人，2017；yuen和liu，2013)，导致更高的sers 强度。在获得最佳的化学组数后，银纳米粒子的sers强度降低可能是由于银纳米粒子的尺寸进一步增大，每个疟原虫色素(hemozoin)的纳米粒子密度降低。因此，本公开基于两种不同的测试分子，增强了两种不同配置的装置/芯片的sers性能：水中的r6g(图2中的(a)至(c))和血液中的疟原虫色素(图2中的(d)至(f))。这些结果证明了在装置/芯片上现场即时合成sers活性纳米粒子，以用于化学和生物分析物分子的敏感现场测量的可行性。122.进一步地，利用优化后的装置/芯片对r6g分子的sers性能进行了表征。与自发的拉曼信号相比，r6g优化后的装置/芯片有效地增强了r6g的sers信号。本公开的装置/芯片的分析增强因子(aef)与在实验室环境中使用其他类似方法制造的 ag纳米粒子(范围从4×10-3到7×10-5)相当(等人，2008；ju等人， 2017；leopold和lendl，2003)，以及与原位形成纳米粒子的其他类型的sers装置/ 芯片(zhao等人，2016)相当。123.此外，当使用pls-loocv技术时，预测值(rmsep)的均方根误差(rmsep) 为49μm，sers强度与r6g浓度具有良好的相关性，这与已报道的其他sers装置/ 芯片相当(yaghobian等人，2011)。因此，本公开实现了灵敏的化学物质sers测量，消除了其他类型的sers基板中由于即时合成特性导致的保质期问题。本公开的方法也被证明能够对生物分子(例如疟原虫色素，hemozoin)进行sers测试。124.本公开还利用本公开的基于表面增强拉曼散射的疟疾诊断装置/芯片检测了疟疾感染血液中疟原虫色素的浓度(图3)。图3中的(a)显示了本公开的疟原虫色素优化后的装置/芯片获得的感染疟疾血液的sers光谱和未感染疟疾血液的sers光谱。我们注意到，源自疟原虫色素生物晶体(hemozoin biocrystal)的振动特征(例如，νc＝c) 在本公开的sers测量中比其他研究(chen等人，2016a)更突出。值得注意的是，为了将相当数量的疟疾生物标记物疟原虫色素限制在寄生虫和/或其液泡中获得局部高浓度，只使用少量的水对装置/芯片上的血液进行裂解。疟原虫色素较强的sers 信号可能是由于agno3水溶液和其他化学物质通过多个膜屏障后进行了扩散，这使得纳米粒子的形成更靠近聚集在液泡内的疟原虫色素生物晶体，获得了额外的sers 增强。相反的，其他小组报告说，在没有裂解的情况下，膜或其他血液成分的sers 光谱特征占主导地位(疟原虫色素生物标志物的贡献较小)(chen等人，2016a)。否则，需要单独的步骤来裂解所有的膜以暴露疟原虫色素晶体(garrett等人，2015)，这可能导致聚集的疟原虫色素生物晶体在液泡内释放，并在裂解后分散到更大的体积，从而降低其局部浓度，进而降低sers信号。因此，本公开的策略有望通过分析 sers光谱来实现潜在的现场疟疾诊断，而不需要实验室环境和复杂的程序(例如裂解血液的步骤)。图3中的(b)评估了前面描述的1622cm-1至1626cm-1拟合洛伦兹曲线下的面积，以研究疟原虫色素生物晶体(hemozoin biocrystal)贡献的独特振动模式(νc＝c)，用于量化寄生虫血症水平以评估疟疾疾病的进展。本公开的结果(图3 中的(b))中的rmsep值为0.3μm，优于文献中报道的用于细菌检测的其他类型的 sers装置/芯片(rmsep为4μm)(morelli等人，2018)。本公开没有讨论aef，因为即使在高寄生虫血症水平下，也很难在没有银纳米粒子的情况下在寄生虫内部检测到疟原虫色素。此外，如果细胞和寄生虫被完全裂解以暴露疟原虫色素生物晶体，与本公开的实验(极有可能存在未裂解的寄生虫和/或它们的液泡)相比，情况将变得不同。0.0025％的检出限相当于125个环状体期的寄生虫/μl(假设人体正常血液中含有5×109个红细胞/ml)，或者相当于检测裂殖期寄生虫时检出限为42个寄生虫/μl。这一估计基于这样一个事实，即裂殖体期寄生虫的疟原虫色素浓度约为环状体期的疟原虫色素浓度的三倍(serebrennikova等人，2010)。然而，该检出限不同于我们先前在实验室环境中进行的工作(chen等人，2016b)(0.00005％)。检出限的差异可归因于几个潜在因素。首先，由于混合不充分，干燥的化学物质可能无法完全溶解在血液样本中。此外，与我们之前的工作(chen等人，2016b)中的renishaw系统(invia， renishaw，uk)相比，本公开的用于读取sers装置/芯片的raman系统 (innoram-785s，b&w tek，us)是一种更紧凑和成本效益更高的raman系统，然而，代价是降低灵敏度。影响灵敏度的另一个重要因素是本公开中的激发波长为785nm，这与我们以前的工作所用的激发波长633nm有所不同。对于相同尺寸的银纳米粒子，基于单个银纳米粒子的mie光散射的消光截面计算，预计633nm激发下的消光系数比785nm激发下的消光系数高约3倍(abajo，2019；yu等人，2017)，因此，理论上，检出限可提高3倍(约14个裂殖体期的寄生虫/μl)。125.与其他的sers方案相比，本公开的装置/芯片内的近分析物和sers纳米粒子的即时合成，提高了保质期，并且极大限度地减少了所需样品的制备程序，例如，不需要离心机来浓缩疟原虫色素，与rdts类似。但是，与普通的rdt技术相比，本公开的装置/芯片可以实现更高的灵敏度，且具有量化疟原虫色素以指示患者的疟疾疾病的严重程度和进展的优势。此外，本公开的诊断装置/芯片既不需要严格的实验室环境，也不需要昂贵的设备(例如洁净室条件和设施)以用于诊断装置/芯片操作和制造，与大多数基于实验室的技术相比，本公开的技术方案降低了诊断装置/芯片的使用成本和制造成本。因此，本公开的技术的进一步发展和低成本光谱仪的进一步发展能够为产生一种更有效且具有高灵敏度的基于sers的疟疾诊断技术。126.结论127.综上所述，本公开的诊断装置/芯片，用于疟疾现场诊断中疟原虫色素(hemozoin)的灵敏测量，其检出限可达0.0025％寄生虫血症水平，即125个环状体期寄生虫/μl，通过简单的调整激光波长，可以将检出限提高三倍。本公开的装置/芯片可以在没有实验室环境的情况下现场操作，并且可以最大限度地减少危险化学前体的处理。值得注意的是，本公开的装置/芯片可以很容易地以低成本制造和批量生产。更重要的是，如果血液中存在疟原虫色素，sers活性纳米粒子能够在装置/芯片内瞬间合成，这实现了近分析物纳米粒子的形成，能够获得更强的sers信号和更长的保质期。因此，本公开的技术方案使得基于sers的疟疾诊断更接近于大规模的、低成本的现场检测。128.本文所引用的文献如下。129.abajo,f.j.g.d.,2019.mielightscatteringbyasinglesphere:extinctioncrosssection.http://widgets.nanophotonics.es/mie/index.html.130.aley,s.b.,sherwood,j.a.,marsh,k.,eidelman,o.,howard,r.j.,1986.identificationofisolate-specificproteinsonsorbitol-enrichedplasmodiumfalciparuminfectederythrocytesfromgambianpatients.parasitology92(3),511-525.131.ashley,e.a.,phyo,a.p.,woodrow,c.j.,2018.malaria.lancet391(10130),1608-1621.132.atkins,c.g.,buckley,k.,blades,m.w.,turner,r.f.b.,2017.ramanspectroscopyofbloodandbloodcomponents.appl.spectrosc.71(5),767-793.133.m.v.,garcia-ramos,j.v.,sanchez-cortes,s.,castillejo,m.,oujja,m.,2008.comparativeserseffectivenessofsilvernanoparticlespreparedbydifferentmethods:astudyoftheenhancementfactorandtheinterfacialproperties.j.colloidinterfacesci.326(1),103-109.134.chen,f.,flaherty,b.rvcohen,c.evpeterson,d.svzhao,y.,2016a.directdetectionofmalariainfectedredbloodcellsbysurfaceenhancedramanspectroscopy.nanomedicine12(6),1445-1451.chen,k.,yuen,c.,aniweh,y.,preiser,p.,liu,q.,2016b.towardsultrasensitivemalariadiagnosisusingsurfaceenhancedramanspectroscopy.sci.rep.6,20177.135.el-zahry,m.r.,refaat,i.h.,mohamed,h.a.,lendl,b.,2016.sequentialsersdeterminationofaspirinandvitamincusinginsitulaser-inducedphotochemicalsilversubstratesynthesisinamovingflowcell.anal.bioanal.chem.408,4733-4741.136.gao,r.,choi,n.,chang,s.i.,lee,e.k.,choo,j.,2014.real-timeanalysisofdiaquatdibromidemonohydrateinwaterwithasers-basedintegratedmicrodropletsensor.nanoscale6(15),8781-8786.137.garrett,n.l.,sekine,r.,dixon,m.w.,tilley,l.,bambery,k.r.,wood,b.r.,2015.bio-sensingwithbutterflywings:naturallyoccurringnano-structuresforsers-basedmalariaparasitedetection.phys.chem.chem.phys.17(33),21164-21168.138.han,x.,goebl,j.,lu,yin,y.,2011.roleofsaltinthespontaneousassemblyofchargedgoldnanoparticlesinethanol.langmuir27(9)/5282-5289.139.hidi,j.i.,jahn,m.,weber,k.,bocklitz,t.,pletz,m.w.,cialla-may,d.,popp,j.,2016.lab-on-a-chip-surfaceenhancedramanscatteringcombinedwiththestandardadditionmethod:towardthequantificationofnitroxolineinspikedhumanurinesamples.anal.chem.88(18),9173-9180.140.jahn,i.jvzukovskaja,o.,zheng,x.svweber,kvbocklitz,t.w.,cialla-may,d.,popp,j.,2017.surface-enhancedramanspectroscopyandmicrofluidicplatforms:challenges,solutionsandpotentialapplications.analyst142(7),1022-1047.141.ju,j.,liu,w.,perlaki,c.m.,chen,k.,feng,c.,liu,q.,2017.sustainedandcosteffectivesilversubstrateforsurfaceenhancedramanspectroscopybasedbiosensing.sci.rep.7(1),6017.142.kutner,s.,breuer,w.v.,ginsburg,h.,aley,s.b.,cabantchik,z.i.,1985.characterizationofpermeationpathwaysintheplasmamembraneofhumanerythrocytesinfectedwithearlystagesofplasmodiumfalciparum:associationwithparasitedevelopment.j.cellphysiol.125(3),521-527.143.laing,s.,jamieson,l.e.,faulds,k.,graham,d.,2017.surface-enhancedramanspectroscopyforinvivobiosensing.nat.rev.chem.1,0060.144.leopold,n.,lendl,b.,2003.anewmethodforfastpreparationofhighlysurface-enhancedramanscattering(sers)activesilvercolloidsatroomtemperaturebyreductionofsilvernitratewithhydroxylaminehydrochloride.j.phys.chem.b107(24),5723-5727.145.min,k.,jeon,w.j.,kim,y.,choi,j.y.,yu,h.k.,2018.spontaneousnano-gapformationinagfilmusingnacisacrificiallayerforramanenhancement.nanotechnology29(10),105502.146.morelli,l.,serioli,l.,centorbi,f.a.,jendresen,c.b.,matteucci,m.,ilchenko,0.,demarchi,d.,nielsen,a.t.,zor,k.,boisen,a.,2018.injectionmoldedlab-on-a-discplatformforscreeningofgeneticallymodifiede.coliusingliquid-liquidextractionandsurfaceenhancedramanscattering.lab.chip.18(6),869-877.147.o'haver,t.,2016.apragmaticintroductiontosignalprocessing.luluenterprisesincorporated.148.patel,s.kvrajora,nvkumar,s.,sahu,avkochar,s.kvkrishna,c.m.,srivastava,s.,2019.rapiddiscriminationofmalaria-anddengue-infectedpatientsserausingramanspectroscopy.anal.chem.91(11),7054-7062.149.perez-guaita,d.,marzec,k.m.,hudson,a.,evans,c.,chernenko,t.,matthaus,c.,miljkovic,m.,diem,m.,p.heraud,richards,j.s.,andrew,d.,anderson,d.a.,doerig,c.,garcia-bustos,j.,mcnaughton,d.,wood,b.r.,2018.parasitesunderthespotlight:applicationsofvibrationalspectroscopytomalariaresearch.chem.rev.118(11),5330-5358.150.perez-jimenez,a.i.,lyu,d.,lu,2.,liu,g.,ren,b.,2020.surface-enhancedramanspectroscopy:benefits,trade-offsandfuturedevelopments.chem.sci.11(18),4563-4577.151.phan,h.t.,haes,a.j.,2019.whatdoesnanoparticlestabilitymean？j.phys.chem.c123(27),16495-17062.152.ragavan,k.v.,kumar,s.,swaraj,s.,neethirajan,s.,2018.advancesinbiosensorsandopticalassaysfordiagnosisanddetectionofmalaria.biosens.bioelectron.105,188-210.153.reboud,j.,xu,g.,garrett,a.fadriko,m.,yang,z.,tukahebwa,e.m.,rowell,c.,cooper,j.m.,2019.paper-basedmicrofluidicsfordnadiagnosticsofmalariainlowresourceunderservedruralcommunities.proc.natl.acad.sci.u.s.a.116(11),4834-4842.154.rifaie-graham,o.,pollard,j.,raccio,s.,balog,s.,rusch,s.,beck,m.a.h.-c.p.y.m.h.p.,bruns,n.f2019.hemozoin-catalyzedprecipitationpolymerizationasanassayformalariadiagnosis.nat.commun.10(1),1369.155.serebrennikova,y.m.,patel,j.,garcia-rubio,l.h.,2010.interpretationofultraviolet-visiblespectraofmalariaparasiteplasmodiumfalciparum.appl.opt.49(2),180-188.156.stern,k.h.,1972.hightemperaturepropertiesanddecompositionofinorganicsaltspart3,nitratesandnitrites.j.phys.chem.ref.data1(3),747-772.157.trager,w.,jensen,j.b.,1976.humanmalariaparasitesincontinuousculture.science193(4254),673-675.158.w.h.o.,2017.worldmalariareport2018.159.w.h.o.,2020.worldmalariareport2020.160.wang,w.,dong,r.,gu,d.,he,j.,yi,p.,kong,s.,ho,h.,loo,j.f.,wang,w.,wang,q.,2020.antibody-freerapiddiagnosisofmalariainwholebloodwithsurface-enhancedramanspectroscopyusingnanostructuredgoldsubstrate.adv.med.sci.65(1),86-92.161.wood,b.r.,bailo,e.,khiavi,m.a.,tilley,l.,deed,s.,gaudig,t.d.,mcnaughton,d.,deckert,v.,2011.tip-enhancedramanscattering(ters)fromhemozoincrystalswithinasectionederythrocyte.nanolett.11(5),1868-1873.162.yaghobian,f.,weimann,t.,guttler,bvstosch,r.,2011.on-chipapproachfortraceablequantificationofbiomarkersbasedonisotope-dilutionsurface-enhancedramanscattering(idsers).lab.chip.11(17),2955-2960.163.yu,r.,liz-marzan,l.m.,abajo,f.j.g.d.,2017.universalanalyticalmodelingofplasmonicnanoparticles.chem.soc.rev.46(22),6710-6724.164.yuen,c.,liu,q.,2012.magneticfieldenrichedsurfaceenhancedresonanceramanspectroscopyforearlymalariadiagnosis.j.biomed.opt.17(1),017005.165.yuen,c.,liu,q.,2013.optimizationoffe3o4@agnanoshellsinmagneticfield-enrichedsurface-enhancedresonanceramanscatteringformalariadiagnosis.analyst138(21),6494-6500.166.zhang,z.m.,chen,s.,liang,y.z.,liu,z.x.,zhang,q.m.,ding,l.x.,ye,f.,zhou,h.,2009.anintelligentbackground-correctionalgorithmforhighlyfluorescentsamplesinramanspectroscopy.j.ramanspectrosc.41(6),659-669.167.zhao,h.z.,xu,y.,wang,c.y.,wang,r.,xiang,s.t.,2016.designandfabricationofamicrofluidicserschipwithintegratedagfilm@nanoau.rscadv.6(17),14105-14111.168.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。169.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等人，除非另有明确具体的限定。170.本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。