[发明专利]超材料装置及其用途

权利要求书

1.包含超材料表面增强拉曼散射(MetaSERS)传感器的逻辑门，包括：

(a)在560nm至2200nm波长范围内工作的开口环形谐振器形式的字母形超材料；和

(b)富含鸟嘌呤(G)和胸腺嘧啶(T)的寡核苷酸，所述寡核苷酸能够在钾离子(K⁺)的存在下折叠为G-四联体结构，并在Hg²⁺的存在下形成T-Hg²⁺-T发夹复合体，所述发夹复合体能够抑制或破坏在K⁺的存在下形成的所述G-四联体结构。

2.根据权利要求1所述的逻辑门，其特征在于，所述超材料表面增强拉曼散射(MetaSERS)传感器包括适当基底，所述开口环形谐振器形式的字母形超材料形成于该基底上。

3.根据权利要求1所述的逻辑门，其特征在于，所述开口环形谐振器为U,V,H,S,ū或Y-形，且条宽为30至50nm。

4.根据权利要求1所述的逻辑门，其特征在于，所述开口环形谐振器包含沉积于其表面上的贵金属膜。

5.根据权利要求4所述的逻辑门，其特征在于，所述贵金属膜包括金、银或其合金。

6.根据权利要求1所述的逻辑门，其特征在于，所述富含鸟嘌呤(G)和胸腺嘧啶(T)的寡核苷酸具备共有核苷酸序列(((g)_x(t)_y)_m(X)_n((t)_y(g)_x)_o)_p，其中X为a，g，t或c，每个x独立选自1至4的整数，每个y独立选自1或2，每个m独立选自1至10的整数，每个n独立选自1至10的整数，每个o独立选自1至10的整数，且p是选自1至5的整数，其中m+o为至少4。

7.根据权利要求1所述的逻辑门，其特征在于，所述寡核苷酸序列的长度为至多50个核苷酸。

8.根据权利要求1所述的逻辑门，其特征在于，所述寡核苷酸包括核苷酸序列(GGT)₄TG(TGG)₄(SEQ ID NO:1)或由其组成。

9.根据权利要求1所述的逻辑门，其特征在于，所述寡核苷酸为单链DNA(ssDNA)。

10.用于操作根据权利要求1至9中任一项所述的逻辑门的方法，包括：

(a)提供所述超材料表面增强拉曼散射(MetaSERS)传感器，其中所述寡核苷酸包含在水溶液中，其中所述水溶液与所述开口环形谐振器接触；

(b)(i)添加钾离子(K⁺)和/或(ii)添加汞离子(Hg²⁺)和/或(iii)添加碘离子(I^-)，其中步骤(i)(ii)和(iii)以任意顺序单独或同时进行，以生成AND、OR或INHIBIT逻辑操作；和

(c)测量SERS信号。