[發明專利]拉曼檢測方法與系統

無效

• 申請號: 201010117179.0
• 申請日: 2010-02-12
• 公開（公告）號: CN102156114A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 龐紹華;菲利普·德瑞克
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳小雯

技術領域

本發明涉及一種拉曼檢測方法與系統，且特別是涉及一種利用信號增益結構檢測流體待測物拉曼信號的方法與系統。

背景技術

拉曼檢測的優點是其為非破壞檢測、不需檢體前處理、可處理不同型態的樣品，由分子特殊的信息，判斷分子的組成。然而，其信號靈敏度很弱，因此，須通過信號放大，產生足以判別的信號。現有拉曼信號的放大方式有兩種，分別為金屬微結構的設計或納米顆粒的選用及處理以強化拉曼信號。在金屬微結構的設計部分，有文獻提出比較不同尺寸中空圓柱對的拉曼信號強度變化的研究，結果顯示尺寸小者，拉曼強度較大。而納米顆粒的選用及處理部分，其信號放大機制取決于顆粒間的空間與表面特性。例如美國專利US?7443489，將光譜活性(Spectroscopy-active)的標簽與表面增益活性(Surfaceenhanced?spectroscopy-active)的金屬納米顆粒結合，達成放大信號的目的，其關鍵技術在涂布顆粒表層材料的配方。此外，不同形狀的納米管(nanonanotubes)、納米圓盤(nanodisc?arrays)、納米夾層(nanoburgers)、納米三角棱柱(triangular?nano-prisms)、納米天線(nanoantennas)、納米針(nanopins)等幾何構型皆有相關文獻研究。

發明內容

本發明的拉曼檢測方法，包括提供一流體待測物在一信號增益結構上，其中該信號增益結構包括：一基材、至少一V型溝槽形成于該基材中；提供一激光光源在該信號增益結構上的該流體待測物以產生一表面增益的拉曼信號；及以一拉曼光譜儀檢測該拉曼信號。

本發明另提供一拉曼檢測系統，用以檢測流體待測物，包括：一信號增益結構，包括一基材、以及至少一V型溝槽形成于該基材中；以及，一拉曼光譜儀，用于檢測該流體待測物的拉曼信號。

為讓本發明的上述和其他目的、特征、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下：

附圖說明

圖1a為本發明實施例的拉曼檢測系統示意圖；

圖1b～圖1e顯示各種信號增益結構的剖視圖；

圖2a～圖2b為金屬粒子在基材表面的放大示意圖，用以說明V型溝槽對于金屬粒子間距的影響；

圖3a～圖3c分別顯示長方形、半圓形、V型溝槽等不同斷面形狀對拉曼信號強度的影響；

圖4顯示單一V型溝槽深度對拉曼信號強度的影響；

圖5顯示單一具有平底的V型溝槽不同截面拉曼信號強度變化；

圖6為比較V型溝槽陣列與單一V型溝槽不同截面拉曼信號強度變化；

圖7顯示V型溝槽陣列不同截面拉曼信號強度變化。

主要元件符號說明

100～信號增益結構；

102～流體待測物；

102a～分析物；

102b～納米金屬粒子；

104～基材；

104a～平面基材；

105～V型溝槽；

105a～具有尖端的V型溝槽；

105b～具有平底的V型溝槽；

105c～V型溝槽陣列；

105d～V型溝槽陣列；

d1，d2～金屬顆粒間隙；

θ～傾斜角度；

W₁～單一V型溝槽寬度；

W₂～V型溝槽陣列寬度；

D～V型溝槽深度；

d～V型溝槽間距；

106～金屬披覆層；

106a～金屬顆粒；

108～光源；

110～拉曼光譜儀。

具體實施方式

本發明提供了一種拉曼信號的增益技術，以傾斜側邊的V形溝槽結構，做為偵測信號放大的分析系統，對于檢體或受測樣品中的拉曼信號，有增強信號的作用，達成檢測信號增益的效果。

圖1a繪示本發明一實施例的拉曼檢測系統，其包含一拉曼光譜儀110以及一信號增益結構100。由于拉曼光譜儀110通常可由以下單元組成：光源、單色光器、樣品載臺、偵測點固定裝置、電荷耦合元件(CCD)、光擴大器與電子信號處理機等。拉曼光譜儀的結構非關本發明特征，為簡化圖示起見，此處僅繪示出拉曼光譜儀的激光光源108。