[发明专利]超灵敏传感器

权利要求书

1.一种纳米装置，其包括：

(a)基底；以及

(b)一个或多个从所述基底表面延伸的立柱，其中所述立柱中的至少一个包括：

i.所述立柱顶部的金属盘；

ii.所述立柱底部的金属底板，所述金属底板覆盖所述立柱底部附近的所述基底表面的大部分；

iii.所述立柱侧壁上的金属点结构；以及

iv.覆盖所述金属点结构、所述金属盘和/或所述金属底板的至少一部分的分子粘附层；

其中所述纳米传感器放大所述粘附层外表面近端的光信号。

2.如权利要求1所述的纳米装置，其中所述分子粘附层的所述外表面包含选自以下的捕获剂反应基团：胺反应基团、硫醇反应基团、羟基反应基团、咪唑基反应基团以及胍基反应基团。

3.如权利要求2所述的纳米装置，其中所述捕获剂反应基团为N-羟基琥珀酰亚胺酯、磺基-N-羟基琥珀酰亚胺酯、卤素取代的苯酚酯、五氟苯酚酯、硝基取代的苯酚酯、酸酐、异氰酸酯、异硫氰酸酯、亚氨酸酯、马来酰亚胺、碘代乙酰基、酰肼、醛或环氧化物。

4.如任一项前述权利要求所述的纳米装置，其中所述分子粘附层通过金属-硫键连接至所述金属点结构、所述金属盘和/或所述金属底板。

5.如任一项前述权利要求所述的纳米装置，其中所述分子粘附层具有0.5nm至50nm的厚度。

6.如任一项前述权利要求所述的纳米装置，其中所述分子粘附层为烷硫醇或硫-聚(乙二醇)的单层。

7.如任一项前述权利要求所述的纳米装置，其中所述分子粘附层通过链酶抗生物素蛋白/生物素相互作用连接至所述金属点结构、所述金属盘和/或所述金属底板。

8.如任一项前述权利要求所述的纳米装置，其中所述分子粘附层的所述外表面包含生物素部分或链酶抗生物素蛋白。

9.如任一项前述权利要求所述的纳米装置，其中所述金属点结构、所述金属盘和/或所述金属底板的外表面包含可结合生物素化捕获剂的链酶抗生物素蛋白基团。

10.如任一项前述权利要求所述的纳米装置，其中所述金属点结构、所述金属盘和/或所述金属底板的外表面包含可结合链酶抗生物素蛋白连接的捕获剂的生物素部分。

11.如任一项前述权利要求所述的纳米装置，其中所述纳米传感器设置在容器内。

12.如任一项前述权利要求所述的纳米装置，其中，其中所述分子粘附层为自组装单层(SAM)，其中所述SAM的每个分子包括三个部分：(i)对所述纳米装置的金属表面具有特异性亲和力的头部基团、(ii)对所述捕获剂具有特异性亲和力的末端基团、以及(iii)连接所述头部基团与所述末端基团的接头，其中所述接头的长度决定所述金属表面之间的平均间隔并且连接的捕获剂可影响所述纳米装置的光放大。

13.如任一项前述权利要求所述的纳米装置，其中所述金属选自金、银、铜、铝、其合金及其组合。

14.如任一项前述权利要求所述的纳米装置，其中所述立柱的所述顶部具有选自以下形状：圆形、多边形、锥形、椭圆形、细条形或其任何组合。

15.如任一项前述权利要求所述的纳米装置，其中所述金属盘的横向尺寸范围为5nm至150nm。

16.如任一项前述权利要求所述的纳米装置，其中所述金属盘与所述金属底板以范围为0.1nm至60nm的距离间隔。

17.如任一项前述权利要求所述的纳米装置，其中所述至少一个金属点结构具有范围为1nm至25nm的尺寸。

18.如任一项前述权利要求所述的纳米装置，其中所述金属点结构与所述金属盘之间的距离和所述金属点结构与所述金属底板之间的距离的范围为0.5nm至50nm。

19.如任一项前述权利要求所述的纳米装置，其中所述多个立柱的两个最近的立柱之间的所述间隔的范围为2nm至200nm。

20.如任一项前述权利要求所述的纳米装置，其中所述立柱具有柱状、倾斜或弯曲的侧壁表面。

21.如任一项前述权利要求所述的纳米装置，其中所述金属盘和金属底板的厚度为5nm至60nm之间。