(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210196386.2 (22)申请日 2022.03.02 (71)申请人 厦门大学 地址 361005 福建省厦门市思明南路42 2号 (72)发明人 朱锦锋　关超恒　李法君　申家情　 谢奕浓　苏圣东　邓伯昌　胡荣盛　 (74)专利代理 机构 北京中济纬天专利代理有限 公司 11429 专利代理师 张娟娟 (51)Int.Cl. G01N 21/65(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种基于表面增强拉曼的生物小分子定制 化领结形传感器 (57)摘要 本发明公开了一种基于表面增强拉曼的生 物小分子定制化领结形传感器， 包括： 衬底层、 超 表面层、 生物结合层， 所述超表面层在衬底层表 面上， 所述生物结合层顶端紧接衬底层上表面， 所述生物结合层通过特异性反应与生物分子特 异性结合； 所述定制化领结形传感器由以下各项 参数定义： 周期p， 所述超表面层的高度h1、 边长 a1， 所述生物结合层的高度h2、 边长a2 。 在进行生 物小分子检测时， 通过生物结合层将待测物特异 性连接在表 面增强拉曼的位置， 令待测分子尽可 能位于电场局域最强场区域， 可以大大提高待测 受体对空间局域电场的利用率， 实现生物小分子 的定制化高性能传感。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 114563390 A 2022.05.31 CN 114563390 A 1.一种基于表面增强拉曼的生物小分子定制化领结形传感器， 其特征在于， 包括： 衬底 层(1)、 超表面层(2)、 生物结合层(3)， 所述超表 面层(2)在衬底层(1)表面上， 所述超表面层 (2)为三角形， 所述超表面层(2)的数量为多个， 所述生物结合层(3)顶端 紧接衬底层(1)上 表面， 所述生物结合层(3)通过特异 性反应与生物分子特异 性结合； 所述定制化领结形传感 器由以下各项参数定义： 周期p， 所述超表 面层(2)的高度h1、 边长a1， 所述生物结合层(3)的 高度h2、 边长a2。 2.根据权利要求1所述的一种基于表面增强拉曼的生物小分子定制化领结形传感器， 其特征在于， 在进 行生物小分子检测时， 通过生物结合层(3)将待测物特异 性连接在表 面增 强拉曼的位置， 令待测分子尽可能位于电场局 域最强场区域， 提高待测受体对空间局 域电 场的利用率。 3.根据权利要求1所述的一种基于表面增强拉曼的生物小分子定制化领结形传感器， 其特征在于， 所述衬底层(1)的材质为氧化铝， 所述超表面层(2)的材质为金、 银、 铂、 铝、 铜 或氮化钛中的任一种或多种复合， 所述 生物结合层(3)的材质为 二氧化硅 。 4.根据权利要求3所述的一种基于表面增强拉曼的生物小分子定制化领结形传感器， 其特征在于， 在可 见光波段 范围内， 所述 二氧化硅的折 射率范围为1.45 ‑1.47。 5.根据权利要求1所述的一种基于表面增强拉曼的生物小分子定制化领结形传感器， 其特征在于， 所述周期p为450nm ‑500nm， 所述超表面层(2)高度h1为20nm ‑100nm、 边长 a1为 120nm， 所述 生物结合层(3)高度h2为20nm、 边长a2为5nm ‑10nm。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114563390 A 2一种基于表面增强拉曼的生物小分子定制化领结形传感器 技术领域 [0001]本发明涉及定制化表面增强拉曼结构和生物小分子检测领域技术领域， 具体为一 种基于表面增强拉曼的生物小分子 定制化领 结形传感器。 背景技术 [0002]目前， 由于表 面增强拉曼散射(Surface ‑Enhanced  Raman Scattering， SERS)效应 对吸附在贵金属及半导体基底上的待分析物具有高灵敏响应和指纹谱识别等特性， 拉曼光 谱技术因其具有高效， 无损， 且能很好表达物质信息的独特优势而发展迅速， 并在医学领域 得到广泛应用。 拉曼光谱测量分子官能团的振动模式， 反映分子的精细结构， 具有指纹特 性， 通过分析不同物质的拉曼光谱可以推断出物质所含分子的结构与组成等指纹识别信 息。 对于不同的生物小分子， 其形态和尺寸存在显著差异， 通过调控表面增强拉曼结构尺 寸 对生物小分子进行 更加精准的检测。 [0003]此外， 对于一些生物小分子如micro ‑RNA浓度在pg/mL甚至fg/mL级别， 需要超高灵 敏度的检测方法。 表面增强拉曼通过纳米级周期性阵列显著增强近场的局 域能力， 在进行 生物小分子检测时， 根据待测物的尺寸定制化领结形传感器， 可以大大提高待测物对空间 局域电场的利用率， 提高传感灵敏度， 实现生物分子的定制化高性能传感。 本发明旨在 对于 不同的待检测物质， 定制化表面增强拉曼 结构的尺寸， 达 到对生物小分子精准检测。 发明内容 [0004]针对现有技术的不足， 本发明实施例提供一种基于表面增强拉曼的生物小分子定 制化领结形传感器， 旨在解决对于不同尺寸的生物小分子， 实现高性能定制化生物分子传 感的问题。 [0005]为实现上述目的， 本发明提供如下技术方案： 一种基于表面增强拉曼的生物小分 子定制化领结形传感器， 包括： 衬底层、 超表 面层、 生物结合层， 所述超表面层在衬底层表 面 上， 所述超表面层为三角形， 所述超表面层的数量为多个， 所述生物结合层顶端紧接衬底层 上表面， 所述生物结合层通过特异性反应与生物分子特异性结合； 所述定制化领结形传感 器由以下各项参数定义： 周 期p， 所述超表面层的高度h1、 边长a1， 所述生物结合层的高度 h2、 边长a2。 [0006]优选的， 在进行生物小分子检测时， 通过生物结合层将待测物特异性连接在表面 增强拉曼 的位置， 令待测分子尽可能位于电场局 域最强场区域， 提高待测受体对空间局 域 电场的利用率， 实现生物小分子的定制化高性能传感。 [0007]优选的， 所述衬底层的材质为氧化铝， 所述超表面层的材质为金、 银、 铂、 铝、 铜或 氮化钛中的任一种或多种复合， 所述 生物结合层的材质为 二氧化硅 。 [0008]优选的， 在可 见光波段 范围内， 所述 二氧化硅的折 射率范围为1.45 ‑1.47。 [0009]优选的， 所述周期p为450nm ‑500nm， 所述超表面层高度h1为20nm ‑100nm、 边长a1为 120nm， 所述 生物结合层高度h2为20nm、 边长a2为5nm ‑10nm。说　明　书 1/3 页 3 CN 114563390 A 3