[发明专利]纳米结构的SPR传感器装置

权利要求书

1.一种传感器装置，包括：

电介质基片（52；152；252）；

在所述基片（52；152；252）上的金属层（53；153；253），其中具有至少一个纳米空腔（54；154；254）的阵列，并且适于支持L-SPR，在所述金属层中的每一个所述空腔（54；154；254）具有一定深度、开口（56；156）、和封闭的底部（58；158），并且从开口到底部加宽；

其中，在每一个空腔（54；154）的所述底部（58；158）上提供有电介质材料的床层（62；162），以形成降低的表观深度（d_A），床层表面（63；163）被官能化以结合受体部分（64；164）。

2.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，所述空腔（54）具有从开口到底部的截头圆锥形或梯形形状。

3.根据权利要求1或2所述的传感器装置，其中，所述空腔（154）的所述加宽是连续的或以阶梯方式。

4.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其中，所述空腔在它们的底部由所述电介质基片封闭。

5.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其中，所述床层的所述厚度小于所述空腔的深度。

6.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其中，所述床层（62；162）的高度使得所述表观深度（d_A）在自所述开口（56）处起的10至30nm的范围内，优选在15至25nm之间。

7.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其中，所述床层（62；162）至少在表面由官能化的电介质聚合物构成。

8.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其中，所述床层由单一电介质聚合物制成，或者由两层或更多层电介质材料制成，顶层包括官能化的电介质聚合物。

9.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其中，所述金属层（53；153；253）的厚度是至少100nm，优选至少120nm。

10.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其中，所述金属层（53；153）由选自包括以下各项的组中的金属制成：金、银、铜、铂、铝、或包括其中一种或多种的合金。

11.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其中，所述空腔具有宽度在50至250nm范围内的开口、宽度在100至450nm范围内的底部、和深度在100至200nm范围内的空腔。

12.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其中，至少一个所述空腔的阵列的周期在200至1000nm的范围内。

13.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其中，所述金属层覆盖有防污材料层（172）。

14.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，包括附着在所述床层表面的受体部分（64；164）。

15.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，包括在所述金属层（253）顶部的微流体层（280），所述微流体层包括设置为选择性地使测试样品与相应的空腔的阵列254相接触的通道（282）。

16.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其中，所述基片包括电介质材料和/或半导体材料。

17.一种SPR传感系统，包括：

根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置；

输入光模块（292），发射至少一种测试光束（290），用于在选定条件下照射所述传感器装置的L-SPR支持金属层以激发SPR；

输出光模块（294），用于测定由所述传感器装置传输或反射的所述至少一种测试光束的光特性，以监测所述传感器表面的共振条件。

18.根据权利要求17所述的SPR传感系统，其中，所述传感器装置利用所述至少一种测试光束从所述电介质基片侧（252）被照射。

19.根据权利要求1至16中任一项所述的传感器装置在基于SPR、SERS、荧光、和SALDI中的一种或多种的检测方法中的应用。

20.一种传感器系统，包括根据权利要求1至16中任一项所述的传感器装置，其中，所述传感系统设置为基于SPR、SERS、荧光、和/或SALDI进行化学、分子、生物化学、或生物分子检测。