[发明专利]具有纳米孔阵的法布里-珀罗结构、制备方法和操作方法

说明书

本发明公开了一种具有纳米孔阵的法布里‑珀罗结构、制备方法和处理方法，该结构包括：依次设置的第一玻璃层、第一金膜、第二金膜和第二玻璃层；其中，第一金膜上设置有第一纳米孔阵，第二金膜上设置有第一通孔和第二通孔，第二玻璃层上设置有第三通孔和第四通孔；在第一金膜和第二金膜之间具有腔体，纳米孔阵中至少的一部分孔阵设置在腔体下侧，第一通孔、第三通孔、腔体、第四通孔和第二通孔连通，第一金膜和第二金膜构成法布里珀罗结构的第一反射面和第二反射面。本发明具有如下优点：金膜纳米孔阵配置成双层结构，通过金膜纳米孔阵产生超透射共振信号以增加信号强度，同时通过双层微腔可以提升信噪比，从而得到高质量的光学测量信号。

技术领域

本发明涉及无标记生化分子检测技术领域，特别涉及一种具有纳米孔阵的法布里-珀罗结构、制备方法和操作方法。

背景技术

基于等离子共振(SPR)技术的生化传感器在高精密生物分子检测中具有特殊优势。基于SPR技术的生物传感设备因为使用反射式测量，光路位于SPR芯片同一侧，对设备的小型化形成了障碍。最近，国际上出现了金膜纳米孔阵芯片结构，即在基底(一般为玻璃)上形成一层带有亚波长直径纳米孔阵的金膜。当光从芯片任意一侧入射时，在另一侧出射的光线会在某些特定波长处出现共振峰(称为超透射EOT)；如果金膜孔阵周围吸附的粒子量变化，则共振峰值波长会相应地发生偏移，偏移量与吸附量具有近似线性关系。利用此原理，因为入射和出射光分布在芯片两侧，且对光线角度要求不高，检测设备易于小型化，因此具有很好的前景。

经过十多年的发展，金膜纳米孔阵结构主要还是单层的。基于单层金膜纳米孔阵的生物传感技术的检测性能指标，如折射率灵敏度和品质因数等正逐渐趋于稳定，提升空间有限。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种具有纳米孔阵的法布里-珀罗结构，可以显著提高信号光质量，并且能够提高灵敏度。

为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种具有纳米孔阵的法布里-珀罗结构，包括：第一玻璃层；形成在所述第一玻璃层之上的第一金膜，所述第一金膜上设置有第一纳米孔阵；形成在所述第一金膜之上的第二金膜，所述第二金膜上设置有第一通孔和第二通孔；形成在所述第二金膜之上的第二玻璃层，所述第二玻璃层上设置有第三通孔和第四通孔，所述第一通孔和所述第三通孔连通，所述第二通孔和所述第四通孔连通；其中，在所述第一金膜和所述第二金膜之间具有腔体，在所述腔体的外侧所述第一金膜和所述第二金膜通过粘接剂粘合，所述第一纳米孔阵中至少的一部分孔阵设置在所述腔体下侧，所述第三通孔、所述第一通孔、所述腔体、所述第二通孔和所述第四通孔连通，所述第一金膜和所述第二金膜构成法布里珀罗结构的第一反射面和第二反射面。

根据本发明实施例的具有纳米孔阵的法布里-珀罗结构，将金膜纳米孔阵配置成双层结构，通过金膜纳米孔阵产生超透射共振信号以增加信号强度，同时通过双层金膜形成法布里-珀罗微腔反射层产生干涉效应以提升信噪比，从而得到高质量的光学测量信号。同时，利用双层金膜导电性好的特点，对双层金膜施加电压(直流或交流)，从而在腔内形成电场或介电场，促进粒子富集在纳米孔阵以增加吸附的速度和数量，提高检测速率和灵敏度。此外，利用微流控技术，把微腔做成微流道形式，控制样本流速，在样本流动状态下检测生化样本，解决测量环境中热效应带来的光信号基线偏移的问题，提高准确度。

另外，根据本发明上述实施例的具有纳米孔阵的法布里-珀罗结构还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，在所述第二金膜上设置有第二纳米孔阵，所述第二纳米孔阵位于所述第三通孔和所述第四通孔之间。

根据本发明的一个实施例，所述粘接剂为光刻胶。

本发明的第二个目的在于提出一种具有纳米孔阵的法布里-珀罗结构的操作方法，该操作方法可以对上述实施例的具有纳米孔阵的法布里-珀罗结构中的双层金膜结构施加电场对粒子进行富集。