一種用于單分子檢測的分子載體制造技術

本實用新型專利技術涉及一種用于單分子檢測的分子載體，其包括一基板以及設置于所述基板表面的金屬層；其中，所述基板包括一基底以及多個設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置形成網狀結構，從而定義多個孔洞；所述金屬層設置于所述圖案化的凸起的表面。本實用新型專利技術的分子載體具有以下有益效果：金屬層設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置形成網狀結構，因此，在外界入射光電磁場的激發下，金屬表面等離子體發生共振吸收，而交叉設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。

【技術實現步驟摘要】

本技術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。
技術介紹
單分子檢測(SingleMoleculeDetection,SMD)技術有別于一般的常規檢測技術，觀測到的是單個分子的個體行為，單分子檢測技術在環境安全、生物技術、傳感器、食品安全等領域應用廣泛。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。與傳統的分析方法相比,單分子檢測法研究體系處于非平衡狀態下的個體行為,或平衡狀態下的波動行為,因此特別適合研究化學及生化反應動力學、生物分子的相互作用、結構與功能信息、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，而分子載體的結構對單分子檢測技術發展以及及檢測結果起著十分重要的影響作用。現有的多種單分子檢測方法中，分子載體的結構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置于分子載體表面，通過拉曼檢測系統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生碰撞，從而改變光子的方向，產生拉曼散射。另外，光子與待測物分子發生能量交換，改變了光子的能量和頻率，使該光子具有待測物分子的結構信息。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，現有技術中，由于所述玻璃的表面為一平整的平面結構，產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，從而應用范圍受到限制。
技術實現思路
有鑒于此，確有必要提供一種能提高單分子檢測分辨率的分子載體。一種用于單分子檢測的分子載體，其包括一基板以及設置于所述基板表面的金屬層；其中，所述基板包括一基底以及多個設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置形成網狀結構，從而定義多個孔洞；所述金屬層設置于所述圖案化的凸起的表面。如上述分子載體，進一步，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。如上述分子載體，進一步，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。如上述分子載體，進一步，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。如上述分子載體，進一步，所述金屬層為連續的層狀結構，且設置于所述多個凸條表面以及凸條之間的孔洞內。如上述分子載體，進一步，所述金屬層為不連續的層狀結構，且僅設置于所述凸條的側壁和相鄰凸條之間的基底表面。如上述分子載體，進一步，所述金屬層的材料為金、銀、鉑、銅、鐵以及鋁中的一種或多種。如上述分子載體，進一步包括一碳納米管復合結構設置于所述圖案化的凸起的頂面和該金屬層之間，且所述碳納米管復合結構與所述圖案化的凸起的圖案相同。如上述分子載體，進一步，所述碳納米管復合結構包括一碳納米管結構以及一包覆于該碳納米管結構表面的預制層，且該碳納米管結構包括多個交叉設置的碳納米管。如上述分子載體，進一步，所述碳納米管結構包括兩個層疊且交叉設置的碳納米管膜，所述碳納米管膜中的碳納米管通過范德華力首尾相連且沿同一方向排列。如上述分子載體，進一步，所述預制層的材料為金屬、金屬氧化物、金屬硫化物、非金屬氧化物、非金屬碳化物以及非金屬氮化物等中一種或多種。相較于現有技術，本技術的分子載體具有以下有益效果：金屬層設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置形成網狀結構，因此，在外界入射光電磁場的激發下，金屬表面等離子體發生共振吸收，而交叉設置的凸條起到表面增強拉曼散射的作用，可提高SERS(SurfaceenhancedRamanscattering)增強因子，增強拉曼散射。附圖說明圖1為本技術第一實施例提供的分子載體的結構示意圖。圖2為本技術第一實施例提供的分子載體沿Ⅱ-Ⅱ方向的剖視圖。圖3為本技術第一實施例提供的分子載體的基板表面的掃描電鏡照片。圖4為圖3的掃描電鏡照片的局部放大圖。圖5為本技術第一實施例提供的分子載體的制備方法流程圖。圖6圖5的碳納米管復合結構的沿線VI-VI的截面圖。圖7為本技術第一實施例采用的碳納米管拉膜的掃描電鏡照片。圖8為本技術第一實施例采用的非扭轉的碳納米管線的掃描電鏡照片。圖9為本技術第一實施例采用的扭轉的碳納米管線的掃描電鏡照片。圖10為本技術第一實施例提供的碳納米管復合結構的掃描電鏡照片。圖11為本技術第一實施例提供的碳納米管復合結構的包覆三氧化二鋁層的單根碳納米管的掃描電鏡照片。圖12為本技術第一實施例制備的分子載體的頂面掃描電鏡照片。圖13為本技術第一實施例制備的分子載體的截面掃描電鏡照片。圖14為本技術第一實施例提供的單分子檢測方法的流程圖。圖15為本技術第一實施例提供的單分子檢測方法檢測若丹明分子的拉曼光譜檢測結果。圖16為本技術第二實施例提供的分子載體的結構示意圖。圖17為本技術第二實施例提供的分子載體的制備方法流程圖。圖18為本技術第三實施例提供的分子載體的結構示意圖。主要元件符號說明分子載體10，基板12基底120表面121圖案化的凸起122孔洞124金屬層14測物分子16拉曼光譜18碳納米管復合結構110碳納米管結構112預制層114具體實施方式下面將結合附圖及具體實施例對本技術作進一步的詳細說明。請參閱圖1至圖4，本技術第一實施例提供一種用于單分子檢測的分子載體10，所述分子載體10包括一基板12以及設置于所述基板12表面的金屬層14。所述基板12包括一基底120以及多個設置于該基底120上的圖案化的凸起122。所述圖案化的凸起122包括多個凸條交叉設置形成網狀結構，從而定義多個孔洞124。所述多個凸條的交叉處為一體結構。所述基板12可以為絕緣基板或半導體基板。具體地，所述基板12的材料可以為硅、二氧化硅、氮化硅、石英、玻璃、氮化鎵、砷化鎵、藍寶石、氧化鋁或氧化鎂等。所述基板12的形狀不限，只需具有兩個相對設置的表面即可。本實施例中，所述基板12的形狀為一平板狀。所述基板12的大小、厚度不限，可以根據實際單分子檢測的需要選擇。本實施例中，所述基板12為硅片。所述基底120和凸條可以為相同材料的一體結構，也可以為不同材料多層結構。所述凸條可以設置于所述基底120的一個表面或分別設置于所述基底120相對的兩個表面。本技術定義一部分沿著第一方向延伸的凸條為第一凸條，另一部分沿著第二方向延伸的凸條為第二凸條。所述第一方向和第二方向的夾角大于0度小于等于90度，優選地，大于等于30度。所述多個第一凸條基本平行，且所述多個第二凸條基本平行。本技術的凸條基本平行的特征是由于其制備方法中采用的碳納米管掩模中碳納米管的延伸方向基本平行的特征決定的。每個凸條的長度不限，寬度為20納米～150納米，高度為50納米～1000納米，平行且相鄰的凸條之間的間距為10納米～300納米。因此，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于單分子檢測的分子載體，其包括一基板以及設置于所述基板表面的金屬層；其特征在于，所述基板包括一基底以及多個設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置形成網狀結構，從而定義多個孔洞；所述金屬層設置于所述圖案化的凸起的表面。

【技術特征摘要】
1.一種用于單分子檢測的分子載體，其包括一基板以及設置于所述基板表面的金屬層；其特征在于，所述基板包括一基底以及多個設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置形成網狀結構，從而定義多個孔洞；所述金屬層設置于所述圖案化的凸起的表面。2.如權利要求1所述的分子載體，其特征在于，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。3.如權利要求2所述的分子載體，其特征在于，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。4.如權利要求3所述的分子載體，其特征在于，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。5.如權利要求1所述的分子載體，其特征在于，所述金屬層為連續的層狀結構，且設置于所述多個凸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：金元浩，李群慶，范守善，
申請(專利權)人：清華大學，鴻富錦精密工業深圳有限公司，
類型：新型
國別省市：北京;11