[发明专利]制备用于分子检测的基材的方法和设备

说明书

相关申请

本申请要求2010年2月10日提交的美国临时申请61/303,014的权益。

本申请的主题涉及名称为“P-type Semiconductor Zinc Oxide Films Process for Preparation Thereof,and Pulsed Laser Deposition Method Using Transparent Substrates”的2006年4月17日提交并于2009年10月27日授权为美国专利7,608,308的美国专利申请第11/405,020号。本申请的主题还涉及名称为“A Method for Fabricating Thin Films”的2009年3月11日提交的美国专利申请第12/401,967号，该专利申请要求名称为“A Method for Fabricating Thin Films”的2008年10月20日提交的美国专利申请第12/254,076号的优先权，该12/254,076申请要求名为“A Method for Fabricating Thin Films”的2008年3月27日提交的美国临时专利申请61/039,883的优先权。本申请的主题还涉及名为“Method for Depositing Crystalline Titania Nanoparticles and Films”的2007年5月10日提交的美国专利申请第11/798,114号，该11/798,114申请要求2007年2月7日提交的美国临时专利申请60/899,892的优先权。本申请还涉及2009年3月9日提交的并且名称为“Ultrafast Pulsed Laser Micro-Deposition Pattern Formation”的美国专利申请第12/400,438号。

通过引用将申请号11/405,020、61/039,883、11/798,114、60/899,892、12/254,076、12/400,438、和12/401,967整体并入本文。

关于联邦政府资助研究的声明

无。

技术领域

本发明涉及用于制备基材表面或具有表面的载体材料，该表面用于通过拉曼散射检测材料和化合物例如有机分子和生物分子。

背景技术

表面增强拉曼散射或表面增强光谱法(SERS)是非常灵敏和有价值的分析工具，其通过吸附到或位于特定SERS活性金属表面的分子来增强拉曼散射。信号增强可以高达10¹⁴或10¹⁵，因此该方法可以用于检测感兴趣的单一分子。所述增强的确切机理目前尚不清楚，但存在两种主导理论。一种理论是电磁理论，即增强来自于局部表面等离子体激元（plasmon）的激发。另一方面，化学理论将所述增强归因于电荷转移配合物的形成。然而，化学理论只适用于与表面成键的物质，因此它不能解释所有情形中的增强，而电磁理论的适用性更宽。用于SERS的典型表面包括银、金、铜、钯、或铂的颗粒或粗糙表面。为了获得SERS效应，表面必须是粗糙的，它们不能是光滑的。该表面可以通过将金属的光滑表面粗糙化或通过将纳米尺寸的金属颗粒沉积到表面上来制备。纳米颗粒的形状和尺寸以及纳米颗粒层的厚度都影响SERS信号。由于SERS需要粗糙的金属表面，因此制造光滑薄膜的常规薄膜生长技术不适合于形成SERS基材。

制造SERS基材的一种方法是将含有纳米颗粒的溶剂液滴流延(drop-cast)或铺展到表面上；然而，该方法的不足在于SERS活性区域的不均匀性，缺乏可重复性，和不一致的信号增强。形成SERS表面的又一种方法是化学组装法，其也被称作Langmuir-Blodgett(LB)法，该方法公开于A.Tao等人的“Langmuir-Blodgettry of Nanocrystals and Nanowires”Acc.Chem.Res.Vol.41.(2008)1662-1673。在LB法中，贵金属纳米颗粒用疏水分子改性，然后分散在不混溶于水中的挥发性化合物中。该方法相对简单并且可用于大规模应用；然而，纳米颗粒溶液的稳定性可能成为问题。