[發明專利]具有增強的光學信號的微流體傳感器

在審

• 申請號: 201380062419.3
• 申請日: 2013-10-01
• 公開（公告）號: CN104823049A
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發明（設計）人: S·Y·周;C·王;R·彭
• 申請（專利權）人: 普林斯頓大學理事會
• 主分類號: G01N33/48
• 分類號: G01N33/48;G01N33/487
• 代理公司: 北京坤瑞律師事務所 11494
• 代理人: 羅天樂

1.一種用于檢測液體中的分析物的微流體裝置，其包括：

基片；

位于基片的表面上的流體通道；和

位于所述通道的某一位置的納米傳感器，該納米傳感器包括：

i.納米結構，該納米結構包括至少一個納米結構元件，每個元件包括至少兩個由間隙分開的金屬結構，和

ii.沉積于該納米結構的表面上的捕捉劑，其中該捕捉劑特異性地結合分析物；且

其中當分析物結合于或接近于捕捉劑時，該納米傳感器放大照向和/或來自分析物的光信號,或放大照向和/或來自附接于分析物的光標記物的光信號。

2.權利要求1的微流體裝置，其中所述納米結構元件包括：

i.自所述流體通道的壁的表面延伸出的電介質或半導體或混合物突出部；

ii.在所述突出部頂上的金屬帽；和

iii.位于所述突出部的底部的金屬底板，該金屬底板覆蓋突出部底部附近的流體通道壁表面的至少一部分，且與所述金屬帽隔開一定間隙。

3.任一前述權利要求的微流體裝置，其中所述納米結構元件包括：

i.位于所述流體通道的壁上的平坦表面；

ii.覆蓋該平坦表面的一部分的金屬底板；

iii.在該金屬底板頂上的電介質或半導體突出部，其占據金屬底板表面的一部分；和

iv.在該突出部頂上的金屬帽，該金屬帽與所述金屬帽隔開一定間隙。

4.任一前述權利要求的微流體裝置，其中每個納米結構元件進一步包括至少一個所述突出部的側壁上面的金屬點結構，該金屬點與所述金屬帽或金屬底板隔開一定間隙。

5.任一前述權利要求的微流體裝置，其中所述突出部的頂面具有選自下述形狀組的形狀：圓形，三角形，多邊形，橢圓形，長條形，或其任何組合。

6.任一前述權利要求的微流體裝置，其中所述金屬帽具有與所述突出部基本上相同的橫向幾何特征。

7.任一前述權利要求的微流體裝置，其中所述突出部具有比所述光的波長小的橫向尺寸和/或高度。

8.任一前述權利要求的微流體裝置，其中所述金屬帽的橫向尺寸在5nm至150nm的范圍。

9.任一前述權利要求的微流體裝置，其中所述金屬帽與所述金屬底板之間的間隙在0.1nm至60nm的范圍。

10.任一前述權利要求的微流體裝置，其中至少一個所述金屬點結構具有在1nm至25nm的范圍的尺寸。

11.任一前述權利要求的微流體裝置，其中所述多個元件中最接近的兩個突出部之間的間隔在2nm至200nm的范圍。

12.任一前述權利要求的微流體裝置，其中所述金屬帽和所述金屬底板的厚度介于5nm和80nm之間。

13.任一前述權利要求的微流體裝置，其中所述微流體通道的尺寸使得所述納米傳感器的頂面上的流體的總深度在2nm至50nm的范圍。

14.任一前述權利要求的微流體裝置，其中所述微流體通道具有這樣的橫截面，使得所述納米傳感器的頂面上的總流體厚度在不到500μm的范圍。

15.任一前述權利要求的微流體裝置，其中所述金屬選自下述者構成的組：金、銀、銅、鋁、鉑、它們的合金，展現等離激元特性的半導體，及其組合。

16.任一前述權利要求的微流體裝置，其中所述微流體裝置具有多于一個微流體通道。

17.任一前述權利要求的微流體裝置，其中所述流體通道在

(a)流體通道的同一或不同壁的不同位置處，和/或

(b)不同流體通道的不同位置處

具有多于一個納米傳感器。

18.任一前述權利要求的微流體裝置，其中所述微流體裝置通過在一個微流體裝置上設有并使用多于一個納米傳感器和/或多于一個微流體通道來同時和/或順序檢測和/或定量液體樣品中的多于一種分析物。

19.任一前述權利要求的微流體裝置，其中所述微流體裝置還包括所述納米結構的表面上的粘附/間隔層，該粘附/間隔層連接該表面與捕捉劑。