[发明专利]集成太赫兹和拉曼光谱的多光谱纳米阵列芯片和应用

权利要求书

1.一种非疾病诊断目的的基于多光谱纳米阵列的生物传感单元的检测肿瘤标志物的方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）采集待检生物样品，收集上清制成待检测样品；

2）取步骤1）采集的待检测样品加入包被特异识别肿瘤标志物受体的生物传感单元，置于37℃孵育20分钟，使受体与待测样品中的待测标志物进行特异结合；

3）将反应后的生物传感单元进行THz光谱扫描分析，选择光栅扫描方式沿样本注入方向从左到右，由上至下，在2分钟内完成检测；根据空白参考单元的响应信号和靶物质的最低响应阈值，去除非特异性吸附及阵列边界处杂散响应的干扰，判别生物传感单元表面捕获探针和肿瘤标志物的结合状态；

4）对有THz光谱信号响应改变的区域，进一步使用拉曼光谱进行物质的定量分析，将拉曼光斑聚焦于THz光谱信号响应最大值处，采用平面扫描方式进行物质的拉曼信号分析，获取金纳米柱增强的拉曼特征峰的强度；

5）通过将样本的拉曼特征峰强度代入由标准品制备的标准曲线中得到待测物质的浓度，从而实现样本的定量检测；

所述多光谱纳米阵列包括纳米天线和位于纳米天线表面的金纳米柱，所述纳米天线横轴能放大太赫兹波信号，所述金纳米柱纵轴能放大拉曼散射信号，横轴尺寸设计使多光谱纳米阵列在太赫兹波内具有等离子体共振信号放大效应，纵轴的尺寸设计使多光谱纳米阵列在拉曼光谱内具有等离子体共振信号放大效应；所述纳米天线的横轴长度为10~50μm，所述纳米天线宽为30~100nm，高为10~50nm，材料为金；所述金纳米柱的纵轴高度为50nm，金纳米柱直径为100~200nm，间隙尺寸为100~200nm。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：生物传感单元以玻璃或硅为基底，基底上设置下层纳米天线，并在纳米天线上设置金纳米柱。

3.一种非疾病诊断目的的基于肿瘤标志物高通量检测生物传感器的高通量检测肿瘤标志物的方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）采集待检生物样品，收集上清制成待检测样品；

2）取步骤1）采集的待检测样品加入包被特异识别多种肿瘤标志物受体的传感器，使受体与血清中的不同的待测肿瘤标志物进行特异结合；

3）将反应后的传感器进行THz光谱扫描分析，选择光栅扫描方式沿样本注入方向从左到右，由上至下，在2分钟内完成检测；根据空白参考单元的响应信号和靶物质的最低响应阈值，去除非特异性吸附及阵列边界处杂散响应的干扰，判别传感器表面捕获探针和肿瘤标志物的结合状态；

4）对有THz光谱信号响应改变的阵列区域，进一步使用拉曼光谱进行物质的定量分析，将拉曼光斑聚焦于THz光谱信号响应最大值处，采用平面扫描方式进行物质的拉曼信号分析，获取金纳米柱增强的拉曼特征峰的强度；

5）通过将样本的拉曼特征峰强度代入由对应待测肿瘤标志物的标准品制备的标准曲线中得到待测物质的浓度，从而实现样本的定量检测；

所述肿瘤标志物高通量检测生物传感器中含有多个多光谱纳米阵列，每个阵列单元具有独立的反应池并串联连通；末端单元为未包被亲和受体作为空白参考，其余单元多光谱纳米阵列表面分别包被不同肿瘤标志物的亲和受体；所述多光谱纳米阵列包括纳米天线和位于纳米天线表面的金纳米柱，所述纳米天线横轴能放大太赫兹波信号；所述金纳米柱纵轴能放大拉曼散射信号，横轴尺寸设计使多光谱纳米阵列在太赫兹波内具有等离子体共振信号放大效应，纵轴的尺寸设计使多光谱纳米阵列在拉曼光谱内具有等离子体共振信号放大效应。