用于分子检测的分子载体的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于分子检测的分子载体的制备方法，其包括以下步骤：在一基底上设置一中间层；提供一具有多个微孔的碳纳米管复合结构，该碳纳米管复合结构包括一碳纳米管结构以及一包覆于该碳纳米管结构表面的预制层；将所述碳纳米管复合结构设置于所述中间层的表面上，使所述中间层的表面部分暴露；以该碳纳米管复合结构为掩模干法刻蚀所述中间层，得到一具有图案化凸起的中间层；以及在所述图案化凸起的表面沉积一金属层。

Preparation of Molecular Carriers for Molecular Detection

The invention relates to a preparation method of a molecular carrier for molecular detection, which comprises the following steps: setting an intermediate layer on a substrate; providing a carbon nanotube composite structure with multiple micro-holes, including a carbon nanotube structure and a prefabricated layer coated on the surface of the carbon nanotube structure; and setting the carbon nanotube composite structure on the substrate. The surface of the intermediate layer exposes part of the surface of the intermediate layer; the carbon nanotube composite structure is used as a mask to dry etch the intermediate layer to obtain an intermediate layer with a patterned bulge; and a metal layer is deposited on the patterned bulge surface.

【技术实现步骤摘要】
用于分子检测的分子载体的制备方法
本专利技术涉及一种用于分子检测的分子载体，其制备方法以及采用该载体检测分子的方法。
技术介绍
单分子检测(SingleMoleculeDetection,SMD)技术是一种超灵敏的检测技术，可以对单个分子进行检测，在化学分析、DNA测序、纳米材料分析、医学诊断、分子动力学机理、食品安全等领域应用广泛。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。目前在单分子检测技术中，一般是将待检测样品的检测物提取后放置在分子载体上进行检测，且检测时采用的分子载体大多采用硬质基底。同时，提取样品的过程可能会造成样品结构的破坏，提取样品的过程也使得检测方法变得繁琐。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一种不会破坏待测样品的的分子载体的制备方法。一种用于分子检测的分子载体的制备方法，其包括以下步骤：在一基底上设置一中间层；提供一具有多个微孔的碳纳米管复合结构，该碳纳米管复合结构包括一碳纳米管结构以及一包覆于该碳纳米管结构表面的预制层；将所述碳纳米管复合结构设置于所述中间层的表面上，使所述中间层的表面部分暴露；以该碳纳米管复合结构为掩模干法刻蚀所述中间层，得到一具有图案化凸起的中间层；以及在所述图案化凸起的表面沉积一金属层。相较于现有技术，本专利技术的分子载体的制备方法具有以下有益效果：采用柔性基底制备得到的分子载体10可在不规则表面上进行分子检测，并可在待测物表面实现原位检测；将金属层13沉积在多个凸条形成的网状结构上，从而在入射光的激发下，金属表面等离子体可发生共振吸收，网络结构的凸条可起到表面增强拉曼散射的作用，可提高SERS(SurfaceenhancedRamanscattering)增强因子，增强拉曼散射。而且，采用碳纳米管结构作为骨架，碳纳米管结构具有多个微孔，因而得到的掩模层也相应的具有多个微孔，该方法可轻易的实现图案化的掩模层。该制备方法简单、效率高，且易于产业化。附图说明图1为本专利技术第一实施例提供的分子载体的结构示意图。图2为本专利技术第一实施例提供的分子载体沿II-II方向的剖视图。图3为本专利技术第一实施例提供的分子载体的制备方法流程图。图4为图3的碳纳米管复合结构的沿线IV-IV的截面图。图5为本专利技术第一实施例采用的碳纳米管拉膜的扫描电镜照片。图6为本专利技术第一实施例采用的非扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。图7为本专利技术第一实施例采用的扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。图8为本专利技术第一实施例提供的碳纳米管复合结构的扫描电镜照片。图9为本专利技术第一实施例提供的碳纳米管复合结构的包覆三氧化二铝层的单根碳纳米管的扫描电镜照片。图10为本专利技术第一实施例提供的单分子检测方法的流程图。图11为检测器分别从分子载体的正面和反面测量不同待测物浓度的光谱图。图12为拉曼光谱仪原位检测西红柿表面的4-ATP分子的检测照片。图13为拉曼光谱仪原位检测西红柿表面的4-ATP分子的光谱检测结果。图14为采用分子载体擦拭苹果表面后，分子载体上4-ATP分子的拉曼光谱检测结果。图15为本专利技术第二实施例提供的分子载体的结构示意图。图16为本专利技术第二实施例提供的分子载体的制备方法流程图。图17为本专利技术第三实施例提供的分子载体的结构示意图。图18为本专利技术第三实施例提供的多个分子载体的制备方法流程图。图19为本专利技术第四实施例提供的分子检测装置的结构示意图。图20为采用金属框架固定分子载体的结构示意图。图21为本专利技术第四实施例提供的多个分子载体的结构示意图。主要元件符号说明分子载体10，20基底11中间层12衬底121图案化凸起122孔洞124金属层13碳纳米管复合结构110碳纳米管结构112预制层114微孔116待测样品14待测物分子15固定元件16检测器17控制电脑18如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式下面将结合具体实施例及附图对本专利技术作进一步的详细说明。请一并参阅图1至图2，本专利技术第一实施例提供一种用于分子检测的分子载体10，该分子载体10包括一基底11，一中间层12以及一金属层13。具体地，所述中间层12设置在所述基底11的表面，所述金属层13设置在所述中间层12的表面。所述中间层12包括一衬底121及多个设置在该衬底121上的图案化凸起122，且所述图案化凸起122设置在所述衬底121远离基底11的表面上。所述图案化凸起122可包括多个凸条交叉设置形成网状结构，从而定义多个孔洞124。所述多个凸条的交叉处为一体结构。所述图案化凸起122也可包括多个凸块呈阵列式排布，该多个凸块间的凹槽交叉呈网状分布。所述基底11可以为绝缘基底或半导体基底。该基底11为一柔性基底，其可放置于曲面表面上，并与曲面表面贴合。具体地，该基底11的材料可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等。本实施例中，所述基底11的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯。所述基底11的形状、大小及厚度不限，可根据实际分子的检测需要选择。本实施例中，所述基底的形状为一平板状。所述衬底121设置在所述基底11的表面上。所述衬底121的形状不限，只需具有两个相对设置的表面即可。所述衬底121的大小不限，厚度为50纳米-300纳米。优选地，该衬底121的厚度为100纳米-200纳米。当所述衬底121的厚度太薄，如小于100纳米，所述基底11会对后续痕量分子拉曼检测过程中的光谱图造成干扰或影响；当所述衬底121的厚度太厚，如大于200纳米，会使得所述分子载体10整体柔性度降低。所述衬底121与所述图案化凸起122可以是材料相同的一体结构，也可以是材料不同的多层结构。所述衬底可为二氧化硅、氮化硅等绝缘材料，氮化镓、砷化镓等半导体材料。本实施例中，所述衬底121与所述图案化凸起122是由二氧化硅形成的一体结构。所述图案化凸起122设置在所述衬底121远离基底11的表面上。本专利技术以所述图案化凸起122包括多个凸条为例，定义一部分沿着第一方向延伸的凸条为第一凸条，另一部分沿着第二方向延伸的凸条为第二凸条。所述第一方向和第二方向的夹角大于0度小于等于90度，优选地，大于等于30度。所述多个第一凸条基本平行，且所述多个第二凸条基本平行。本专利技术的凸条基本平行的特征是由于其制备方法中采用的碳纳米管掩模中碳纳米管的延伸方向基本平行的特征决定的。每个凸条的长度不限，宽度为20纳米-150纳米，高度为100纳米-500纳米，平行且相邻的凸条之间的间距为10纳米-300纳米。因此，所述孔洞124的开口尺寸为10纳米-300纳米，深度为100纳米-500纳米。优选地，每个凸条的宽度为50纳米-100纳米，高度为200纳米-400纳米，间距为10纳米-50纳米。本实施例中，所述多个第一凸条垂直于多个第二凸条。所述凸条从所述衬底121的一边延伸至另一边。所述凸条的高度为300纳米。所述金属层13设置于所述图案化凸起122的表面。具体地，所述金属层13可以为连续的层状结构，也可以为非连续的层状结构。所述金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于分子检测的分子载体的制备方法，其包括以下步骤：在一基底上设置一中间层；提供一具有多个微孔的碳纳米管复合结构，该碳纳米管复合结构包括一碳纳米管结构以及一包覆于该碳纳米管结构表面的预制层；将所述碳纳米管复合结构设置于所述中间层的表面上，使所述中间层的表面部分暴露；以该碳纳米管复合结构为掩模干法刻蚀所述中间层，得到一具有图案化凸起的中间层；以及在所述图案化凸起的表面沉积一金属层。

【技术特征摘要】
1.一种用于分子检测的分子载体的制备方法，其包括以下步骤：在一基底上设置一中间层；提供一具有多个微孔的碳纳米管复合结构，该碳纳米管复合结构包括一碳纳米管结构以及一包覆于该碳纳米管结构表面的预制层；将所述碳纳米管复合结构设置于所述中间层的表面上，使所述中间层的表面部分暴露；以该碳纳米管复合结构为掩模干法刻蚀所述中间层，得到一具有图案化凸起的中间层；以及在所述图案化凸起的表面沉积一金属层。2.如权利要求1所述的分子载体的制备方法，其特征在于，所述基底为一柔性基底，该基底的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、以及聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种。3.如权利要求1所述的分子载体的制备方法，其特征在于，该碳纳米管结构包括多个交叉设置的碳纳米管，所述多个交叉设置的碳纳米管通过范德华力紧密连接使碳纳米管复合结构形成一自支撑结构。4.如权利要求1所述的分子载体的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管结构包括多个层叠且交叉设置的碳纳米管膜，该碳纳米管膜中的碳纳米管平行于所述碳纳米管膜的表面且沿同一方向择优取向延伸，在延伸方向上相邻的碳纳米管通过范德华力首尾相连；且相邻的两个碳纳米管膜中碳纳米管的延伸方向成...

【专利技术属性】
技术研发人员：王营城，金元浩，李群庆，范守善，
申请(专利权)人：清华大学，鸿富锦精密工业深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11