[发明专利]基于暗场成像的固态纳米通道的光电同步传感方法

摘要

本发明基于暗场成像的固态纳米通道的光电同步传感方法，包括以下步骤⑴制备涂敷有金属纳米涂层的半导体基片薄膜；⑵制备金属覆膜纳米通道芯片；⑶制备光电检测微池；⑷利用金属覆膜纳米通道暗场成像；⑸利用金属覆膜纳米通道记录离子电流强度；⑹加入待测物进行光电同步检测；⑺多通道数据分析。本发明通过光电同步传感的方法，不引入染料基团，无需标记即能对单个纳米待测物穿纳米通道的过程实时动态监测，实现对待测物体积、带电情况、光学性质、化学结构等动态信息的采集，能从多个维度观测单个待测物在运动过程中各类性质变化的情况；实现了大规模多通道信号的同步获取，加速了纳米通道技术的检测速率，扩大了其应用领域。

主权项

一种基于暗场成像的固态纳米通道的光电同步传感方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）制备涂敷有金属纳米涂层的半导体基片薄膜①利用微加工技术，在硅框架上制备厚度为100nm以下的纳米通道半导体基片薄膜，所述半导体基片薄膜包括：低应力氮化硅薄膜、二氧化硅薄膜、三氧化二铝薄膜或石墨烯薄膜；②在所述半导体基片薄膜上均匀涂敷一层或多层金属纳米涂层，获得涂敷有金属纳米涂层的半导体基片薄膜；所述金属纳米涂层包括金、银、铜或铝的、能产生表面等离子激元的金属纳米涂层；（2）制备金属覆膜纳米通道芯片利用半导体纳米加工技术，在步骤（1）获得的涂敷有金属纳米涂层的半导体基片薄膜上加工直径为纳米水平的通道，所述通道的尺寸根据实际待测物选取，获得金属覆膜纳米通道芯片；（3）制备光电检测微池将步骤（2）获得的金属覆膜纳米通道芯片固定密封在由两个池体构成的光电检测微池之间，使半导体基片薄膜上的纳米通道成为上下两个池体之间唯一的连接通道；在一端的光电检测微池中加注所需浓度的电解质溶液，所述电解质溶液为硝酸钾、氯化钾、氯化钠或磷酸盐缓冲溶液；（4）利用金属覆膜纳米通道暗场成像将步骤（3）封装好的光电检测微池放入暗场显微成像系统进行暗场成像，利用光强和光谱采集记录装置持续记录光散射强度和光谱数据，获得持续稳定的纳米通道特征散射信号对时间的基线数据；（5）利用金属覆膜纳米通道记录离子电流强度在步骤（3）封装好的光电检测微池两边施加直流电压，利用皮安级电流放大器和高速数据采集装置，持续记录离子电流强度数据，获得持续稳定的纳米通道离子电流信号对时间的基线数据；（6）加入待测物进行光电同步检测在步骤（3）封装好的光电检测微池中加入待测物，再在所述光电检测微池的两边施加直流电压，用封装的金属覆膜纳米通道芯片进行暗场成像，记录光散射强度和光谱数据，再同步记录纳米通道离子电流和特征散射信号随时间的变化数据；（7）多通道数据分析将步骤（6）同步记录得到的光散射强度和光谱数据与离子电流强度随时间变化的数据以及纳米通道特征散射信号随时间变化的数据进行分析比对。