[發明專利]一種高靈敏度混合型表面等離子體檢測傳感器的制作方法

無效

• 申請號: 201010144578.6
• 申請日: 2010-04-09
• 公開（公告）號: CN101806732A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 杜春雷;金鳳澤;尹韶云;史立芳
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 成金玉;賈玉忠

技術領域

本發明涉及一種利用混合金屬結構制作新型表面等離子體傳感器的方法。

背景技術

生物傳感器是一個非常活躍的研究和工程技術領域，它與生物信息學、生物芯片、生物控制論、仿生學、生物計算機等學科一起，處在生命科學和信息科學的交叉區域。它們的共同特征是：探索和揭示出生命系統中信息的產生、存儲、傳輸、加工、轉換和控制等基本規律，探討應用于人類經濟活動的基本方法。生物傳感器技術的研究重點是：廣泛地應用各種生物活性材料與傳感器結合，研究和開發具有識別功能的換能器，并成為制造新型的分析儀器和分析方法的原創技術，研究和開發它們的應用。生物傳感器中應用的生物活性材料對象范圍包括生物大分子、細胞、細胞器、組織、器官等，以及人工合成的分子印跡聚合物。

生物傳感器研究起源于20世紀的60年代，1967年Updike和Hicks把葡萄糖氧化酶(GOD)固定化膜和氧電極組裝在一起，首先制成了第一種生物傳感器，即葡萄糖酶電極。到80年代生物傳感器研究領域已基本形成。此后包括酶傳感器的生物傳感器研究逐漸興旺起來，從用一種或多種酶作為分子識別元件的傳感器，逐漸發展設計出用其他的生物分子作識別元件的傳感器，例如酶-底物、酶-輔酶、抗原-抗體、激素-受體、DNA雙螺旋拆分的分子等，把它們的一方固定化后都可能作為分子識別元件來選擇地測量另一方。除了生物大分子以外，還可以用細胞器、細胞、組織、微生物等具有對環境中某些成分識別功能的元件來作識別元件。甚至可以用人工合成的受體分子與傳感器結合來測定微生物、細胞和相關的生物分子。

目前生物傳感器的研究主要包括核酸傳感器和DNA芯片、免疫傳感器、酶傳感器、組織和全細胞傳感器、用于生物傳感器的天然與合成受體、新的信號轉導技術、系統整合/蛋白質組學/單細胞分析、生物電化學/生物燃料/微分析系統、商業發展和市場。其中，單分子/細胞分析和生物印跡生物傳感器由于它們良好的發展態勢及在生命科學研究中的重要位置成為研究的熱點問題。

利用局域表面等離子模共振技術(LSPR)進行生物特異性相互作用分析(BIA)的生物傳感器也成為一類重要的新型生物傳感器，它具有方便快捷、靈敏度高、應用范圍廣、實時監控等多項特點。LSPR生物傳感器以其無法比擬的優點，深受研究人員的青睞，并走在了傳感器研究的前沿，被認為是最有潛力的一類生物傳感器，利用這種新型研究手段對于生命科學的基礎研究、醫學診斷以及治療等方面有著十分重要的意義。

目前研究的LSPR生物傳感器，其金屬納米結構是呈六邊形分布的三角形金屬納米粒子，其對金屬周圍介質的折射率敏感，而且已經做到很高的水平。但是存在激發局域表面等離子體共振的微納結構單一，結合面積小等問題，使得探測效率和靈敏度降低。

發明內容

本發明要解決的問題是：克服現有技術的不足，提供一種高靈敏度混合型表面等離子體檢測傳感器的制作方法，可以大大提高納米傳感器的檢測靈敏度。

本發明解決的技術問題：一種高靈敏度混合型表面等離子體檢測傳感器的制作方法(靈敏度范圍2×10^-5RIU～5×10^-6RIU)，步驟如下：

(1)根據入射波長的需要選擇基底材料，并對基底材料進行清洗、干燥；

(2)將清洗干凈的基底材料放入鍍膜機中蒸鍍或磁空濺射一層厚度為30～40nm的金膜，然后用氮氣進行干燥；

(3)在基底金膜上均勻的組裝一層納米球并進行干燥；

(4)待組裝后的納米球干燥后，在組裝后的納米球和基底金膜上蒸鍍一層厚度為10～20nm的金屬，然后用氮氣進行干燥；在基底金膜上蒸鍍金屬后不僅納米球頂部存在金屬陣列結構，而且基底金膜上也存在呈六角形分布的金屬陣列結構，兩種金屬結構組成的混合金屬結構形狀不同，周期相同；

(5)采用超聲波振蕩器去除組裝上的納米球；基底金膜上存在呈六邊形分布的三角形金屬陣列結構；

(6)根據基底金膜和納米球的折射率的特點選擇具有折射率的無機膠旋涂在金屬表面，無機膠的厚度為5-10nm，然后干燥，即完成了所述傳感器的制作。

所述步驟(1)中的選擇的基底材料為可見光材料玻璃、或石英；或紅外材料鍺、或硅。

所述步驟(3)中納米球為不同直徑的聚苯乙烯或其他塑料球。

所述步驟(4)中蒸鍍的金屬材料為銀、金或鋁。