[发明专利]分子传感装置

说明书

背景技术

本公开总体上涉及分子传感装置。

化验和其它传感系统已经被使用在化学、生物化学、医疗和环境领域，来检测一种或多种化学物质的存在和/或浓度。某些传感技术利用颜色或对比度来进行物质检测和测量，例如，基于反射率、透射率、荧光或磷光的技术。其它传感技术，比如拉曼光谱术或表面增强拉曼光谱术(SERS)，研究系统中的振动、旋转、和其它低频模式。具体地，拉曼光谱术被使用来研究光子与分子交互作用时在分子能量状态之间的跃迁，其导致散射光子的能量被转移。分子的拉曼散射可被看作两个过程。处于一定能量状态的分子首先被入射光子激发到另一(虚拟或真实)能量状态中，其在光学频率范围中是常见的。受激分子然后在其所处环境的影响下作为偶极子源进行辐射，与激发光子相比，其频率可能相对较低(即，斯托克斯散射)，或可能相对较高(即，反斯托克斯散射)。不同分子或物质的拉曼光谱具有特性峰值，其可被使用来识别核素(species)。

附图说明

通过参考以下详细描述和附图，本公开的示例的特征和优点将变得清楚明了，在附图中类似的附图标记对应于相似的但或许不是相同的部件。为简洁之故，具有在前面描述过的功能的附图标记或者特征就它们出现于其中的其它附图而言可以也可以不被描述。

图1A和1B是两个示例的分子传感装置的透视图；

图2A-2F是示意性流程图，绘出了用于形成一个示例的分子传感装置的一示例方法；

图3A-3C是具有不同井部构造和不同浸渍流体构造的分子传感装置(注意覆盖物和信号放大结构未被示出)的示例的俯视图；

图4是另一示例的分子传感装置的透视图；并且

图5是包括一个示例的分子传感装置的一个示例的表面增强拉曼光谱术系统的示意图。

具体实施方式

本文所公开的分子传感装置的示例允许信号放大结构在不暴露于周围环境的情况下被运送和/或存储。本文所公开的分子传感装置包括至少环绕信号放大结构的浸渍流体和密封装置内的浸渍流体的可移除的覆盖物。如本文中所使用的，“浸渍流体”可以是液体或惰性气体。被封入的浸渍流体防止信号放大结构过早地吸收来自周围环境的非所需核素。在一些情况下，被封入的浸渍流体还防止信号放大结构过早地以非所需的方式进行作用。作为一个示例，浸渍流体可以在进行传感分析之前防止指状SERS纳米结构与一个或多个相邻指状SERS纳米结构协同地或沿其方向不可逆地移动。浸渍流体还在装置被搁置的期间提供信号放大结构的稳定性。

现在参考图1A和1B，其中绘出了两个示例的分子传感装置10和10’。分子传感装置10、10’中的每个包括基板12。图1A中示出的分子传感装置10包括形成于基板12的表面S₁₂中的井部14，图1B中示出的而分子传感装置10’包括形成于材料16的表面S₁₆中的井部14’，所述材料16定位在基板12的表面S₁₂上。两个示例的井部14、14’将在下面被进一步论述。

在图1A中示出的示例或图1B中示出的示例中的基板12可以是透明的或反射性的，取决于分子传感装置10、10’在被使用于传感系统(例如，图5中示出的系统100)中时的位置。例如，如果传感器被定位在井部14或14’形成于其中的表面S₁₂或S₁₆的对面，则基板12可以选自反射性和/或非反射性材料。本示例中的适当基板的示例包括锗、硅或透明基板，比如玻璃、石英、氮化物、氧化铝、蓝宝石、氧化铟锡、透明聚合物(例如，聚碳酸酯、聚酰亚胺、丙烯酸等)、其组合、和/或其层。在一个示例中，透明基板包括处于基板12的后表面BS₁₂上的反射镜。然而，如果传感器定位在后表面BS₁₂(即，与井部14或14’形成于其中的表面S₁₂或S₁₆相对的表面)的对面，则基板12选自透明材料，使得任何生成的信号(例如，散射光)可以被传输穿过基板12至传感器。适当透明基板的示例包括玻璃、石英、氮化物、氧化铝、蓝宝石、氧化铟锡、透明聚合物(例如，聚碳酸酯、聚酰亚胺、丙烯酸等)、或其组合或层。当井部14形成于基板12中时，应该明白的是：基板12还可以选自能够在其中形成井部14(例如，经由蚀刻、压印或另一适当技术)的材料。