[发明专利]单分子检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种单分子检测方法。

背景技术

单分子检测(Single Molecule Detection，SMD)技术有别于一般的常规检测技术，观测到的是单个分子的个体行为，单分子检测技术在环境安全、生物技术、传感器、食品安全等领域应用广泛。单分子检测达到分子探测的极限，是人们长期以来追求的目标。与传统的分析方法相比，单分子检测法研究体系处于非平衡状态下的个体行为，或平衡状态下的波动行为，因此特别适合研究化学及生化反应动力学、生物分子的相互作用、结构与功能信息、重大疾病早期诊断、病理研究以及高通量药物筛选等。

目前，已知有许多方法用于单分子检测，而分子载体的结构对单分子检测技术发展以及及检测结果起着十分重要的影响作用。现有的多种单分子检测方法中，分子载体的结构将胶体银涂覆在玻璃表面，银颗粒通过胶体粘附于玻璃表面，然后将所述粘附有银颗粒的玻璃经过超声波洗涤，在玻璃表面形成分散的银颗粒，形成分子载体。然后将待测物分子设置于分子载体表面，通过拉曼检测系统向其分子载体上的待测物分子提供激光辐射。激光中的光子与待测物分子发生碰撞，从而改变光子的方向，产生拉曼散射。另外，光子与待测物分子发生能量交换，改变了光子的能量和频率，使该光子具有待测物分子的结构信息。通过传感器接收来自待测物分子的辐射信号，形成拉曼图谱，利用计算机对所述待测物分子进行分析。

然而，现有技术中，由于所述玻璃的表面为一平整的平面结构，产生的拉曼散射信号不够强，从而使所述单分子检测的分辨率低，不适用于低浓度及微量样品的检测，从而应用范围受到限制。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种具有较高分辨率的单分子检测方法。

一种单分子检测方法，其主要包括以下步骤：提供一分子载体，所述分子载体包括一基底，所述基底一表面设置有多个三维纳米结构，在所述三维纳米结构表面及相邻三维纳米结构之间的基底的表面形成有金属层；在所述金属层远离基底的表面组装待测物分子；利用检测器对组装在基底上的所述待测物分子进行检测。

相较于现有技术，本发明通过设置金属层，在外界入射光电磁场的激发下，金属表面等离子发生共振，而由于金属层设置在三维纳米结构表面，可起到表面增强拉曼散射(SERS)的作用，使得拉曼散射信号增强，从而可以提高单分子检测的分辨率及准确度。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的分子载体的结构示意图。

图2为本发明第一实施例提供的分子载体沿II-II方向的剖视图。

图3为本发明第一实施例提供的半球状三维纳米结构阵列的扫描电镜照片。

图4为本发明第一实施例提供的分子载体中包括多个图案的三维纳米结构阵列的结构示意图。

图5为本发明应用分子载体的单分子检测方法的流程图。

图6为本发明第一实施例提供的分子载体中三维纳米结构的制备流程示意图。

图7为在基底表面六角形密堆排布之单层纳米微球的扫描电镜照片。

图8为本发明第二实施例提供的半椭球状三维纳米结构阵列的扫描电镜照片。

图9为本发明第二实施例提供的半椭球状三维纳米结构阵列的剖面示意图。

图10为本发明第三实施例提供的倒金字塔状三维纳米结构阵列的扫描电镜照片。

图11为本发明第三实施例提供的倒金字塔状三维纳米结构阵列的剖面示意图。

图12为本发明分子载体中不同三维纳米结构用于检测若丹明分子时得到的拉曼光谱。

图13为本发明第四实施例提供的双层圆柱状三维纳米结构阵列的扫描电镜照片。

图14为本发明第四实施例提供的分子载体的结构示意图。

图15为本发明第四实施例提供的分子载体沿X V-X V方向的剖视图。

图16为本发明第五实施例提供的分子载体的结构示意图。

图17为本发明第五实施例提供的分子载体沿X VII-X VII的剖视图。

主要元件符号说明

分子载体                10，20，30，40，50

基底                    100，200，300，400，500

金属层                  101，201，301，401，501

母板                    1001

三维纳米结构            102，202，302，402，502

掩膜层                  108

反应性刻蚀气体          110