[發(fā)明專利]具有可破壞蓋的供在傳感應(yīng)用中使用的設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180074110.7
• 申請日: 2011-10-26
• 公開（公告）號: CN104011520B
• 公開（公告）日: 2016-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: Z.李;G.L.小馮德蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 惠普發(fā)展公司;有限責(zé)任合伙企業(yè)
• 主分類號: G01J3/44
• 分類號: G01J3/44
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬紅梅;胡莉莉

背景技術(shù)

拉曼散射光譜采用通過光子被正被照明的材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)非彈性散射而產(chǎn)生的發(fā)射光譜或其譜分量。包含在響應(yīng)信號（例如，拉曼信號）中的這些譜分量將便于確定分析物種類的材料特性，包括識別分析物。

然而，通過使用拉曼活性材料（例如，拉曼活性表面）常常顯著地增強拉曼信號水平或強度。例如，由被吸收在數(shù)納米的結(jié)構(gòu)化金屬表面上或內(nèi)的化合物（或離子）產(chǎn)生的拉曼散射光可以是由溶液中或氣相中的相同化合物產(chǎn)生的拉曼散射光的10³—10¹²倍。分析化合物的此過程稱為表面增強的拉曼光譜（“SERS”）。近年來，SERS已作為用于研究分子結(jié)構(gòu)和表征界面和薄膜系統(tǒng)的例行且強大的工具而出現(xiàn)，并且甚至使得能夠?qū)崿F(xiàn)單分子檢測。工程師、物理學(xué)家以及化學(xué)家繼續(xù)尋找用于執(zhí)行SERS的系統(tǒng)和方法的改進(jìn)。

附圖說明

在以下一幅或多幅附圖中以示例的方式舉例說明本公開的特征且本公開的特征并不限于以下的一幅或多幅附圖中，在附圖中相同的數(shù)字指示相同元件，并且在所述附圖中：

圖1A和1B分別地示出了根據(jù)本公開的兩個示例的供在傳感應(yīng)用中使用的設(shè)備的側(cè)視圖；

圖1C示出了根據(jù)本公開的示例的圖1A中描繪的設(shè)備的陣列的頂視圖；

圖2A示出了根據(jù)本公開的示例的供在傳感應(yīng)用中使用的納米指（nano-fingers）陣列的等距視圖；以及

圖2B和2C示出了根據(jù)本公開的示例的圖2A中所示的陣列的沿著線A-A的截面圖；

圖3示出了根據(jù)本公開的示例的供在傳感應(yīng)用中使用的傳感設(shè)備的框圖；

圖4示出了根據(jù)本公開的示例的用于制造圖1A和1B中的一個中描繪的設(shè)備的方法的流程圖；以及

圖5示出了根據(jù)公開的示例的用于使用在圖1A和1B中的一個中描繪的設(shè)備來執(zhí)行傳感應(yīng)用的方法的流程圖。

具體實施方式

出于簡化和說明性目的，通過主要參考其示例來描述本公開。在以下描述中，闡述了許多特定細(xì)節(jié)以便提供對本公開的透徹理解。然而，將顯而易見的是，可以在不限于這些特定細(xì)節(jié)的情況下實施本公開。在其他實例中，未詳細(xì)地描述某些方法和結(jié)構(gòu)，以免不必要地使本公開含糊難懂。

遍及本公開，術(shù)語“一”和“一個”意圖表示特定元件中的至少一個。如本文所使用的術(shù)語“包括”意指包括但不限于，術(shù)語“包含”意指包含但不限于。術(shù)語“基于”意指至少部分地基于。另外，術(shù)語“光”指的是具有在電磁光譜的可見和不可見部分（包括電磁光譜的紅外線和紫外線部分）中的波長的電磁輻射。

本文中公開的是供在諸如SERS、增強的發(fā)光、增強的熒光等的傳感應(yīng)用中使用的設(shè)備。在本文中還公開的是一種用于制造該設(shè)備的方法和一種用于使用該設(shè)備來執(zhí)行傳感應(yīng)用的方法。該設(shè)備包括具有包含開口的腔的主體、位于該腔中的多個納米指、以及覆蓋腔中的開口的可破壞蓋。該可破壞蓋將例如在其制造之后保護(hù)納米指。在一個方面，可破壞蓋將被破壞以使得能夠接近所述多個納米指。在一個示例中，可破壞蓋將在被引入到特定介質(zhì)中時溶解，所述特定介質(zhì)諸如是包含要測試物質(zhì)的介質(zhì)。在這方面，納米指在其制造之后受到保護(hù)，直至諸如將向納米指上引入要測試物質(zhì)這樣的時間為止。

根據(jù)示例，在設(shè)備處于相對清潔的環(huán)境中的同時，可破壞蓋被附著在包含納米指的腔上方。換言之，可破壞蓋在污染物很可能被引入到納米指上且更特別地引入到附著于納米指的拉曼活性材料納米顆粒上之前將腔閉合。可破壞蓋還實質(zhì)上保護(hù)納米指免受例如可能在設(shè)備的裝運或設(shè)備的其他搬運期間發(fā)生的物理損傷。此外，根據(jù)各種示例，納米指和可破壞蓋之間的腔中的間隙填充有填充材料，其防止拉曼活性材料納米顆粒發(fā)生實質(zhì)上的任何不期望的物理或化學(xué)變化。在任何方面，可破壞蓋將保護(hù)拉曼活性材料納米顆粒免受來自空氣的污染或降低用于傳感應(yīng)用的拉曼活性材料納米顆粒的性能的其他可能機制。這延長了設(shè)備的儲藏壽命以及增強其可靠性。

使用如本文公開的具有附著于多個納米指的尖端的拉曼活性材料納米顆粒的多個納米指通常增強電磁場生成和因此的來自要測試物質(zhì)的光的拉曼散射。換言之，納米指上的緊密定位的納米顆粒使得熱點能夠具有與已被簡單地放置在部件層上的拉曼活性材料納米顆粒相比較大的電場強度，因為例如使用納米指使得能夠形成在相鄰納米顆粒之間具有相對小（小于約10nm寬）的間隙的納米顆粒的被很好地控制的布置。