[發(fā)明專利]一種單分子檢測裝置以及單分子檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611001903.7
• 申請日: 2016-11-14
• 公開（公告）號: CN108072640B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金元浩;王營城;李群慶;范守善
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種單分子檢測的裝置，其包括；一容器，所述容器包括一入口以及一出口；一分子載體，所述分子載體包括一基板以及設(shè)置于所述基板表面的金屬層；一檢測器；以及一控制電腦；其中，所述基板包括一基底以及多個設(shè)置于該基底表面的圖案化的凸起，所述圖案化的凸起包括多個凸條交叉設(shè)置形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而定義多個孔洞；所述金屬層設(shè)置于所述圖案化的凸起的表面。由于金屬層設(shè)置在圖案化的凸起的表面，而圖案化的凸起包括多個凸條交叉設(shè)置形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此，在外界入射光電磁場的激發(fā)下，金屬表面等離子體發(fā)生共振吸收，而交叉設(shè)置的凸條起到表面增強拉曼散射的作用，可提高SERS增強因子，增強拉曼散射。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于單分子檢測的分子載體，其制備方法以及采用該載體檢測單分子的方法。

背景技術(shù)

單分子檢測(Single Molecule Detection,SMD)技術(shù)有別于一般的常規(guī)檢測技術(shù)，觀測到的是單個分子的個體行為，單分子檢測技術(shù)在環(huán)境安全、生物技術(shù)、傳感器、食品安全等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。單分子檢測達到分子探測的極限,是人們長期以來追求的目標(biāo)。與傳統(tǒng)的分析方法相比,單分子檢測法研究體系處于非平衡狀態(tài)下的個體行為,或平衡狀態(tài)下的波動行為,因此特別適合研究化學(xué)及生化反應(yīng)動力學(xué)、生物分子的相互作用、結(jié)構(gòu)與功能信息、重大疾病早期診斷、病理研究以及高通量藥物篩選等。

目前，已知有許多方法用于單分子檢測，而分子載體的結(jié)構(gòu)對單分子檢測技術(shù)發(fā)展以及及檢測結(jié)果起著十分重要的影響作用。現(xiàn)有的多種單分子檢測方法中，分子載體的結(jié)構(gòu)將膠體銀涂覆在玻璃表面，銀顆粒通過膠體粘附于玻璃表面，然后將所述粘附有銀顆粒的玻璃經(jīng)過超聲波洗滌，在玻璃表面形成分散的銀顆粒，形成分子載體。然后將待測物分子設(shè)置于分子載體表面，通過拉曼檢測系統(tǒng)向其分子載體上的待測物分子提供激光輻射。激光中的光子與待測物分子發(fā)生碰撞，從而改變光子的方向，產(chǎn)生拉曼散射。另外，光子與待測物分子發(fā)生能量交換，改變了光子的能量和頻率，使該光子具有待測物分子的結(jié)構(gòu)信息。通過傳感器接收來自待測物分子的輻射信號，形成拉曼圖譜，利用計算機對所述待測物分子進行分析。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中，由于所述玻璃的表面為一平整的平面結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生的拉曼散射信號不夠強，從而使所述單分子檢測的分辨率低，不適用于低濃度及微量樣品的檢測，從而應(yīng)用范圍受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，確有必要提供一種能提高單分子檢測分辨率的單分子檢測裝置以及單分子檢測方法。

一種單分子檢測的裝置，其包括；一容器，所述容器包括一入口以及一出口；一設(shè)置于該容器中的分子載體，所述分子載體包括一基板以及設(shè)置于所述基板表面的金屬層；一設(shè)置于該容器外部的檢測器，所述檢測器用于對該分子載體表面的待測物分子進行檢測；以及一與該檢測器連接的控制電腦，所述控制電腦用于對檢測結(jié)果進行分析；其中，所述基板包括一基底以及多個設(shè)置于該基底表面的圖案化的凸起，所述圖案化的凸起包括多個凸條交叉設(shè)置形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而定義多個孔洞；所述金屬層設(shè)置于所述圖案化的凸起的表面。

如上述單分子檢測的裝置，其中，所述多個凸條包括多個沿著第一方向延伸的第一凸條和沿著第二方向延伸的第二凸條，且所述第一方向和第二方向的夾角大于等于30度小于等于90度。

如上述單分子檢測的裝置，其中，所述凸條的寬度為20納米～150納米，高度為50納米～1000納米，且相鄰的兩個平行凸條之間的間距為10納米～300納米。

如上述單分子檢測的裝置，其中，所述凸條的寬度為20納米～50納米，高度為500納米～1000納米，且相鄰的兩個平行凸條之間的間距為10納米～50納米。

如上述單分子檢測的裝置，其中，所述金屬層為連續(xù)的層狀結(jié)構(gòu)，且設(shè)置于所述多個凸條表面以及凸條之間的孔洞內(nèi)。

如上述單分子檢測的裝置，其中，所述金屬層為不連續(xù)的層狀結(jié)構(gòu)，且僅設(shè)置于所述凸條的側(cè)壁和相鄰?fù)箺l之間的基底表面。