[發明專利]超靈敏傳感器

在審

• 申請號: 201380029548.2
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN104380084A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 斯蒂芬·Y·周;周梁成
• 申請（專利權）人: 普林斯頓大學理事會
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王波波

1.一種納米裝置，其包括：

(a)基底；以及

(b)一個或多個從所述基底表面延伸的立柱，其中所述立柱中的至少一個包括：

i.所述立柱頂部的金屬盤；

ii.所述立柱底部的金屬底板，所述金屬底板覆蓋所述立柱底部附近的所述基底表面的大部分；

iii.所述立柱側壁上的金屬點結構；以及

iv.覆蓋所述金屬點結構、所述金屬盤和/或所述金屬底板的至少一部分的分子粘附層；

其中所述納米傳感器放大所述粘附層外表面近端的光信號。

2.如權利要求1所述的納米裝置，其中所述分子粘附層的所述外表面包含選自以下的捕獲劑反應基團：胺反應基團、硫醇反應基團、羥基反應基團、咪唑基反應基團以及胍基反應基團。

3.如權利要求2所述的納米裝置，其中所述捕獲劑反應基團為N-羥基琥珀酰亞胺酯、磺基-N-羥基琥珀酰亞胺酯、鹵素取代的苯酚酯、五氟苯酚酯、硝基取代的苯酚酯、酸酐、異氰酸酯、異硫氰酸酯、亞氨酸酯、馬來酰亞胺、碘代乙?；Ⅴｋ隆⑷┗颦h氧化物。

4.如任一項前述權利要求所述的納米裝置，其中所述分子粘附層通過金屬-硫鍵連接至所述金屬點結構、所述金屬盤和/或所述金屬底板。

5.如任一項前述權利要求所述的納米裝置，其中所述分子粘附層具有0.5nm至50nm的厚度。

6.如任一項前述權利要求所述的納米裝置，其中所述分子粘附層為烷硫醇或硫-聚(乙二醇)的單層。

7.如任一項前述權利要求所述的納米裝置，其中所述分子粘附層通過鏈酶抗生物素蛋白/生物素相互作用連接至所述金屬點結構、所述金屬盤和/或所述金屬底板。

8.如任一項前述權利要求所述的納米裝置，其中所述分子粘附層的所述外表面包含生物素部分或鏈酶抗生物素蛋白。

9.如任一項前述權利要求所述的納米裝置，其中所述金屬點結構、所述金屬盤和/或所述金屬底板的外表面包含可結合生物素化捕獲劑的鏈酶抗生物素蛋白基團。

10.如任一項前述權利要求所述的納米裝置，其中所述金屬點結構、所述金屬盤和/或所述金屬底板的外表面包含可結合鏈酶抗生物素蛋白連接的捕獲劑的生物素部分。

11.如任一項前述權利要求所述的納米裝置，其中所述納米傳感器設置在容器內。

12.如任一項前述權利要求所述的納米裝置，其中，其中所述分子粘附層為自組裝單層(SAM)，其中所述SAM的每個分子包括三個部分：(i)對所述納米裝置的金屬表面具有特異性親和力的頭部基團、(ii)對所述捕獲劑具有特異性親和力的末端基團、以及(iii)連接所述頭部基團與所述末端基團的接頭，其中所述接頭的長度決定所述金屬表面之間的平均間隔并且連接的捕獲劑可影響所述納米裝置的光放大。

13.如任一項前述權利要求所述的納米裝置，其中所述金屬選自金、銀、銅、鋁、其合金及其組合。

14.如任一項前述權利要求所述的納米裝置，其中所述立柱的所述頂部具有選自以下形狀：圓形、多邊形、錐形、橢圓形、細條形或其任何組合。

15.如任一項前述權利要求所述的納米裝置，其中所述金屬盤的橫向尺寸范圍為5nm至150nm。

16.如任一項前述權利要求所述的納米裝置，其中所述金屬盤與所述金屬底板以范圍為0.1nm至60nm的距離間隔。

17.如任一項前述權利要求所述的納米裝置，其中所述至少一個金屬點結構具有范圍為1nm至25nm的尺寸。

18.如任一項前述權利要求所述的納米裝置，其中所述金屬點結構與所述金屬盤之間的距離和所述金屬點結構與所述金屬底板之間的距離的范圍為0.5nm至50nm。

19.如任一項前述權利要求所述的納米裝置，其中所述多個立柱的兩個最近的立柱之間的所述間隔的范圍為2nm至200nm。

20.如任一項前述權利要求所述的納米裝置，其中所述立柱具有柱狀、傾斜或彎曲的側壁表面。

21.如任一項前述權利要求所述的納米裝置，其中所述金屬盤和金屬底板的厚度為5nm至60nm之間。