根据示例，一种用于执行光谱学分析的装置包括具有插入到试样中的形状和大小的细长衬底，其中细长衬底具有第一端和第二端。装置还包括在细长衬底的第一端与第二端之间的位置处定位在细长衬底的外部表面上的多个表面增强光谱学分析（SES）元件。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在外部表面上具有表面增强光谱学分析元件的装置
技术介绍
在诸如表面增强拉曼光谱学分析（SERS）之类的表面增强光谱学分析中，探查分析物上的可振动激发水平。光子的能量可以漂移与光子激发的振动水平的量相等的量（拉曼散射）。可以检测包括对应于特定于所探查的分析物的分子振动的带的波长分布的拉曼频谱以标识分析物。在SERS中，分析物分子与可以或可以未涂覆有诸如二氧化硅、氮化硅和聚合物之类的电介质的一旦被光激发则支持等离子体模式（自由电子密度的集体振荡，这在金属纳米颗粒周围创建强近场）的金属纳米颗粒接触或者与之接近，例如距离小于几十纳米。这些场可以耦合到近场区中的分析物分子，从而增强来自分析物分子的散射信号的发射。附图说明通过示例而非限制的方式在以下（多个）附图中图示本公开的特征，其中相同的附图标记指示相同的元件，其中：图1A示出根据本公开的示例的用于执行光谱学分析的装置的简化侧视图；图1B示出根据本公开的示例的沿线A-A取得的图1A中所描绘的装置的放大、横截面视图；图1C示出根据本公开的另一示例的图1A中所描绘的装置的简化横截面视图；图2A-2C分别示出根据本公开的另一示例的用于执行光谱学分析的装置的图；图3示出根据本公开的示例的可以包括用于执行光谱学分析的装置和SES装置的SES系统的图；图4A示出根据本公开的示例的可以实现在图1A-3中所描绘的装置中的SES元件（在该实例中为纳米指）的阵列的等距视图；图4B和4C分别示出根据本公开的示例的在纳米指倒塌之前和之后沿图4A中所示的线C-C的横截面视图；图5示出根据本公开的示例的用于制作用于执行光谱学分析的装置的方法的流程图；以及图6示出根据本公开的示例的用于使用用于执行光谱学分析的装置的方法的流程图。具体实施方式为了简化和说明性的目的，主要参照其示例来描述本公开。在以下描述中，阐述大量特定细节以便提供对本公开的透彻理解。然而，将容易显而易见的是，本公开可以在没有对这些特定细节的限制的情况下实践。在其它实例中，并未详细描述一些方法和结构以免不必要地使本公开晦涩难懂。遍及本公开，术语“一”和“一个”意图指代至少一个特定元件。如本文所使用的，术语“包括”意味着包括但不限于，术语“包含”意味着包含但不限于。术语“基于”意味着至少部分地基于。此外，术语“光”是指具有在电磁频谱的可见和非可见部分（包括电磁频谱的红外、近红外和紫外部分）中的波长的电磁辐射。本文所公开的是用于执行光谱学分析的装置、用于执行表面增强光谱学分析（SES）的系统、用于制作装置的方法和用于使用装置执行光谱学分析的方法。本文所公开的装置可以包括具有插入到试样中的形状和大小的细长衬底，其中细长衬底具有第一端和第二端。装置还可以包括在细长衬底的第一端与第二端之间的位置处定位在细长衬底的外部表面上的多个SES元件。根据示例，装置还可以包括在将装置插入和/或植入到试样中期间保护SES元件的覆盖层。覆盖层可以选择性地可移除和/或包括大体防止某些颗粒接触多个SES元件的多孔膜。根据示例，其上可以提供SES元件的细长衬底可以是针灸针，其中靠近针灸针的插入尖端提供SES元件。在一方面，SES元件可以以相对简单的方式定位在试样的期望位置处。也就是说，与插入针灸针相关联的常规技术可以用于插入本文所公开的装置以将SES元件定位在试样的期望流体位置中。此外，SES元件可以提供在细长衬底的外圆周周围。这样，至少一些SES元件可以接收光照射束（激发光）而不管细长衬底插入到试样中的旋转取向如何。在一方面，例如，如果装置关于其中心纵轴旋转，装置仍旧可以用于执行光谱学分析。作为示例，本文所公开的装置可以实现在健康和疾病的医学管理中。例如，本文所公开的装置可以用于执行来自生理分析物的生物标记物以及对于早期诊断、疫病防治、隔离、监视、诊断、治疗和健康改善，特别是医学过程和治疗的评估和评价而言关键的生理状态的相对快速且精确的剖析（分析）和发现。如本文所讨论的，装置可以用于实时（在线）和/或离线地执行光谱学分析以引导和收集单个或多个状态和度量的标识，以及特定生物标记物和原生或人工引入的报道分子的分布和潜在生物标记物的新的或集体的分布图的发现。首先参照图1A，示出根据示例的用于执行光谱学分析的装置100的简化侧视图。应当理解的是，图1A中所描绘的装置100可以包括附加组件并且本文所描述的一些组件可以被移除和/或修改而不脱离于装置100的范围。还应当理解的是，图1A中所描绘的组件未按比例绘制，并且因此，组件可以具有与其中所示的不同的关于彼此的相对大小。一般而言，装置100可以实现成执行光谱学分析，其可以包括表面增强拉曼光谱学分析（SERS）、表面增强发光检测、表面增强荧光检测或其它类型的表面增强光学增强检测。在这方面，装置100可以包括细长衬底102和多个表面增强光谱学分析（SES）元件110。SES元件110已经描绘为在细长衬底102的表面上方延伸一定距离。然而，如以下更加详细地讨论的，SES元件110可以是相对小的元件，例如具有纳米尺度的尺寸，并且因此，应当理解的是，在一些示例中，SES元件110可以不像它们在图1A中所示的那样可见。这样，应当清楚理解的是，SES元件110在图1A中以及在其它图中的描绘是出于简化说明和描述的目的。细长衬底102可以沿横轴延伸并且可以具有第一端104和第二端106。每一个SES元件110可以提供在沿着第一端104与第二端106之间的细长衬底102的多个位置处的相应分组中。图1A中所描绘的SES元件110可以因此表示SES元件110的相应分组，如以下更加详细地讨论的那样。装置100可以具有大小、配置，并且可以由使装置100适合于插入和/或植入到试样中的材料制成。第一端104还可以具有尖头端，其一般使得装置100能够通过试样的皮肤层插入。然而，尖头端可以省略并且装置100可以通过常规柱形针灸插入设备的方式插入。作为特定示例，装置100的细长衬底102可以是针灸针并且可以因此以类似于用于将针灸针插入到人体中的那些的方式插入到试样中。细长衬底102的第二端106可以包括手柄（未示出）以促进将装置100或装置102的至少一部分插入到试样中。根据示例，装置100可以实现成执行体内光谱学分析，即在将装置100插入和/或植入到诸如人体、动物、昆虫、植物、非活体物件等之类的试样中之后。装置100可以因此实现成分析诸如血液、淋巴液、唾液、间质液等之类的流体试样中的诸如分子之类的颗粒。装置100可以可替换地实现在不牵涉装置100的植入的光谱学分析应用中。细长衬底102可以因此包括适合于插入和/或植入到试样中的任何材料，诸如硅、聚合物、塑料、银、钛等。在其它示例中，其中装置100在不插入和/或植入到试样中的情况下实现，细长衬底102还可以包括其它材料，诸如可能对试样有毒的材料。根据示例，细长衬底102可以具有在大约0.1mm至大约10mm之间的某处的直径（或宽度）以及在大约1mm到大约100mm之间的某处的长度。此外，SES元件110可以布置成在细长衬底102的相对小区段之上延展的分组中。作为示例，SES元件110的每一个分组可以具有在大约5微米到大约500微米之间的某处的宽度。SES元件110可以提供在细长衬底102的任何表本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于执行光谱学分析的装置，包括：具有插入到试样中的形状和大小的细长衬底，其中细长衬底具有第一端和第二端；以及在细长衬底的第一端与第二端之间的位置处定位在细长衬底的外部表面上的多个表面增强光谱学分析（SES）元件。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于执行光谱学分析的装置，包括：具有插入到试样中的形状和大小的细长衬底，其中所述细长衬底具有第一端和第二端；以及在所述细长衬底的所述第一端与所述第二端之间的位置处定位在所述细长衬底的外部表面上的多个表面增强光谱学分析元件，其中所述多个表面增强光谱学分析元件被划分成多个组，并在各个表面增强光谱学分析元件组之间提供可见的间隙，其中表面增强光谱学分析元件的所述多个组的每一组布置在多个覆盖层中的一个覆盖层下方，其中所述多个覆盖层以不同的材料和/或不同的配置形成，使得在不同时间暴露不同的表面增强光谱学分析元件组以检测所述试样的条件随时间的改变。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述细长衬底包括针灸针。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述细长衬底包括圆形横截面，并且其中所述多个表面增强光谱学分析元件在所述细长衬底的所述第一端与所述第二端之间的位置处围绕所述细长衬底的外圆周定位。4.根据权利要求1所述的装置，还包括：从所述细长衬底的所述外部表面延伸的多个纳米指，其中所述多个表面增强光谱学分析元件定位在所述多个纳米指的尖端上。5.根据权利要求4所述的装置，其中所述多个纳米指部分倒塌到所述多个纳米指中的邻近纳米指上，使得所述邻近纳米指的尖端关于彼此接近并且至少一些邻近纳米指的尖端上的多个表面增强光谱学分析元件彼此接触。6.根据权利要求1所述的装置，其中所述覆盖层是以下中的至少一个：在流体中可溶解、可光解和通过外部刺激的接收可移除。7.根据权利要求1所述的装置，其中所述覆盖层包括大体防止某些颗粒接触所述多个表面增强光谱学分析元件的多孔膜。8.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个表面增强光谱学分析元件的多个组在所述细长衬底的所述第一端与所述第二端之间的多个离散位置处定位在所述细长衬底的表面上。9.根据权利要求8所述的装置，还包括：覆盖多个表面增强光谱学分析元件的第一组的第一覆盖层；以及覆盖多个表面增强光谱学分析元件的第二组的第二覆盖层；其中所述第一覆盖层和所...
【专利技术属性】
技术研发人员：山川峯尾，李智勇，
申请(专利权)人：惠普发展公司，有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：美国;US
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