[发明专利]一种金纳米颗粒与量子点复合结构的传感器及系统和方法

说明书

本发明公开了一种金纳米颗粒与量子点复合结构的传感器及系统和方法。本发明基于全内反射下金纳米颗粒的局部表面等离子体共振特性，结合微流体技术，直接获得金纳米颗粒与透明基片结合，结合力强并且厚度准确可控，连续性好且无污染，另外金膜的光学性质优异，有很好的灵敏度与精确度；通过在金纳米颗粒之间的间隙中插入量子点得到金纳米颗粒‑量子点复合结构，增强金纳米颗粒的表面等离子体共振效应，使得对复合结构及其附近介质的折射率、厚度等参数变化更加敏感，更容易检测到附着在结构表面的研究物质；本发明具有灵敏度高、稳定性高、免标记无损伤、准确性强、实时快速检测、应用范围广等优点；将具有远大的发展前景和广泛的潜在应用价值。

技术领域

本发明涉及光学传感技术，具体涉及一种金纳米颗粒与量子点复合结构的传感器及其传感器系统和方法。

背景技术

表面等离子体共振是金纳米颗粒的固有性质，并且周围环境的介电常数以及金属的尺寸与形状都会对其振荡频率产生影响。另外构成薄膜的金纳米颗粒独特的表面等离子激元共振效应所产生的特殊的颜色、光热效应、以及所产生的特殊的电磁场增强效应，使其在物理、化学、材料、生物和医学等领域得到了重要的应用。目前折射率传感器大多都停留在理论研究上，少有人提出真正的可实现的实际结构，并且大部分的传感器与光纤结合，虽然在器件尺寸上做到了微型化，但传感器测液体折射率灵敏度有待提高。因此，迫切需要提出一种可实现的高灵敏度折射率传感器。

量子点是一种由有限个数原子构成的，处于纳米尺度的团簇结构，并且其一般为球形或类球形，其直径常在2～20nm之间。量子点具有激发光谱宽且连续分布，而发射光谱窄而对称，颜色可调，光化学稳定性高，荧光寿命长等优越的光学特性，是一种理想的材料用于纳米激光器，灵敏传感器以及光存储器等多方面。量子点具有宽大的斯托克斯位移，这样有效避免了发射光谱与激发光谱的重叠，有利于光谱信号的检测。另外量子点具有良好的光稳定性和生物相容性，对生物体危害小且可以对标记的物体进行长时间的观察。由于量子点自身结构特殊性，使得它具备很多异于寻常物质的特点，从而得到广泛的应用。

发明内容

为了解决传统纳米金属传感器的纳米结构缺陷导致的信号差，重复性差以及成本高等问题，本发明提出了一种金纳米颗粒与量子点复合结构的传感器及其传感器系统和方法，具有灵敏度高、检测极限大、无需标记无污染、对检测样品无损伤、重复率高、实时快速监测等众多优点，使其应用在物理化学、生物医学等许多检测领域。

本发明的一个目的在于提出一种金纳米颗粒与量子点复合结构的传感器。

本发明的传感器不仅能够用作光学的折射率传感器，还能够用作生物传感器。