CN101680864A - 用于聚光机制的方法、系统和装置 - Google Patents

Abstract

本实施方案一般地涉及分析核酸的方法。该方法包括：提供配置成与一个或者多个荧光标记核酸相耦合的共振结构和将激发光从源引导至该共振结构。该方法还包括在共振结构表面产生等离子体振子，其中分析物固定在共振结构的能量集中点。

Description

用于聚光机制的方法、系统和装置

技术领域

本发明一般地涉及光聚集或者增强机制，较为特殊地涉及根据外围共振空洞的表面等离子体振子使用光聚集机制来产生高能量场的方法、装置和系统。

背景技术

在使用标记核苷酸的非阶梯式单个分子排序中，无论自由连续运行还是利用对于光不稳定的雏模，必须实现系统的方法以便减少来自标记核苷酸的背景使得与被包含的核苷酸相关联的标记可以被恰当地观察到。一些先前描述的方法包括零模式波导、与淬灭光不稳定衔接物组合的等离子体振子的共振、在酶和核苷酸之间的FRET对、与TIRF组合的挤出层和类似的其他技术。

传统的方法存在不足和缺点。例如，典型的方法一般地需要在小区域内阻挡激发光。这个激发光一般地需要又大又贵的激光器。另外，这个方法会产生相当数量的背景噪声，这会降低信号质量。

发明内容

一个实施方案一般地涉及分析核酸的方法。该方法包括提供配置成与一个或者多个荧光标记的核酸相耦合的共振结构，和将激发光从源引导至该共振结构。该方法还包括在共振结构表面产生等离子体振子，而分析物则被固定在该处的共振结构的一个能量集中点上。

另一个实施方案一般地涉及分析分析物的方法。该方法包括提供与分析物相耦合的共振结构，和将激发光从源引导至该共振结构。该方法还包括在共振结构的表面产生等离子体振子，而该分析物则通过光敏衔接物与固定在共振结构能量集中点的分子相组合。

而另一个实施方案一般地涉及等离子体振子结构。该等离子体振子结构包括由金属材料实现的纳米天线，该纳米天线被配置为在临近它的一部分沉积阻挡层并且生成增强区。该阻挡层被配置为基本上减少增强区外的荧光激发。

附图说明

参考下面实施例的详细描述并考虑结合附图，可以更加全面地了解和更好地理解本发明，其中：

图1描述了根据本发明实施例的示例性纳米米粒，一种类型的纳米粒子；

图2描述了根据本发明的另一个实施例的示例性纳米半月体(nanocrescent)；

图3A描述了纳米半月体的强度图；

图3B描述了传统的零模式波导；

图3C描述了根据实施例的共振结构的另一个实施例；

图4描述了根据另一个实施例的次波长空洞阵列；

图5描述了次波长空洞阵列能量模式的近场扫描显微镜图像；

图6描绘了根据另一个实施例的钝头光纤；

图7描述了根据另一个实施例的平面光子波导结构；

图8显示了平面光子波导结构的强度剖面；

图9描述了二维光子晶体的实施例；

图10描述了根据实施例的示例性纳米天线；

图11描述了示例性蝴蝶结形天线；

图12描述了一系列的分形纳米天线；以及

图13A-B描述了根据另一个实施例的有涂层的蝴蝶结形天线。

定义

下列术语用于描述下面详述的各种实施例。

等离子体振子共振可以定义为在光频处的自由电子或者等离子体振子的集体振动。

表面等离子体振子是那些被约束在表面并且和光强烈相互作用产生偏振子的等离子体振子。它们发生在正介电常数材料与负介电常数材料(通常为金属或者掺杂电介质)的界面。

共振结构可以指采用等离子体共振和集中光能量的结构形状一起来建立小区域的高局域场，例如纳米天线或者纳米粒子。

荧光增强比率(FER)可以指从与共振结构元素有关的激发区收集的荧光光子相对于从不具有共振结构元素而其余变量保持不变的相等大小区域可能收集到的光子的比率。

术语“多核苷酸”或者“寡核苷酸”或者“核酸”可以交互使用，并且包括核苷酸单体的单股或者双股聚合体，它们包括由核苷酸间磷酸二酯键合物、或者核苷酸间类似物、以及诸如H+，NH4+，三烷基铵，Mg2+，Na+之类相关的抗衡离子联接的2’脱氧核糖核苷酸(DNA)和核糖核苷酸(RNA)。多核苷酸可以完全由脱氧核糖核苷酸，完全由核糖核苷酸或者其混合物构成。多核苷酸可以由核酸基体和糖类似物构成。通常多核苷酸的大小范围，可以从几个单体单元，例如当它们经常在本领域被称为寡核苷酸时的5-40，到几千个单体核苷酸单元。除非另有指示，只要表示多核苷酸序列，应理解为核苷酸从左到右为5’到3’顺序，并且除非另有定义，“A”表示脱氧腺苷，“C”表示脱氧胞苷，“G”表示脱氧鸟苷，和“T”表示胸腺嘧啶核苷。标记多核苷酸可以包括在5’端、3’端、核基、核苷酸间键合、糖、氨基、硫化物、氢氧基或者羧基等处的修改。例如，见Lee等人的美国专利No.6316610B2，其在此处被参考引用。类似地，当认为合适时可以在指示的位置作其它的修改。

具体实施方式

为了简化和描述的目的，主要通过参考其中的示例性实施例来描述本发明的原理。但是，本领域的技术人员会认识到同样的原理同样适用于所有类型的检测系统和在所有类型的检测系统中实现，并且任何变化没有脱离本发明的真实精神和范围。另外，在下面的详细说明中，对描述具体实施例的附图做出了参考标记。不脱离本发明的精神和范围的情形下可以对实施例做出电的、机械的、逻辑和结构变化。因此，下面详细的说明不被认为是本发明的限制，其中本发明由所附的权利要求及其等价定义。

一些实施例一般地涉及通过使用表面等离子体振子产生高能量场的系统，装置和方法，其中表面等离子体振子位于共振空洞外围。尤其是，共振空洞可由金属纳米粒子实现。例如，纳米米粒可以放在分析物溶液内并且有助于检测在限定空间内的事件。激发光可以产生等离子体振子，即，纳米米粒表面上的局域化高能量场，然后这个可以应用于分析物。金属纳米粒子的其它例子可以为纳米杆，纳米环，纳米体，纳米壳和纳米半月体。纳米粒子可以在尺寸和形状上变化，这使得能够调节纳米粒子来改变纳米粒子的吸收频谱和生成的等离子体振子的能量。产生局部等离子体振子共振的实施例可以用于诸如单分子检测和荧光关联能谱法(FCS)的应用中。其它应用包括单分子排序和多分子排序。

另一个实施例一般地涉及适当厚度和材料的次波长空洞阵列使得等离子体振子共振产生在围绕着空洞阵列中的一个空洞的外围表面上，因此，增强了可能得到的能量和将其置于小的容积里。激发光被引导至空洞阵列的表面。一些光被反射或者会进入空洞阵列的某个空洞中，但是大部分的能量与从照射到空洞的表面外围的光耦合。光的耦合穿过空洞和/或在空洞上方的平面表面处，在空洞中产生等离子体振子共振。类似的实施例会包括维持等离子体振子共振的适当的电介质材料。

另一个实施例一般地涉及用作次波长波导的光子晶体。尤其是，类似的次波长空洞阵列会包含目标分析物。光子晶体波导引导激发光，允许昂贵的激光器的光的再循环。

另一个实施例一般地涉及将等离子体振子能量聚焦在局部点的纳米天线。例如，可以制作环形纳米天线。环形纳米天线的一个特性是它们将能量聚焦于中心，因此增加了局部区域的等离子体振子强度。纳米天线的另一个例子是蝴蝶结形天线。纳米天线也可以用作接收器。同样，它们可以用于对分子淬灭和收集辐射。如果荧光团足够近，所有的这些金属结构对荧光淬灭。为了防止不需要的淬灭，可以使用薄的(大约5-20nm)介电体层把荧光团从金属隔开。这个层可以由玻璃，塑料或者诸如PEG的化学涂层。厚度应当足够到隔开荧光团使得该荧光团即使没有被完全地隔开，也不会离聚集的等离子体振子的容积外部很远。如图13A和13B所示可以选择性地通过提供在远离纳米天线覆盖表面区域提供较大的厚度来覆盖表面。这可以通过在渐逝波激发区域的指数衰减的陡峭部分放置荧光材料来最小化背景。渐逝波区域可以由SPR或者TIRF建立，如在2006年5月16日提交的美国临时申请60/800,440所教导的。其在此处被全文引用包含。

本发明实施例一般地用于在小容积内建立高能量场，即次波长空间。一个实施例使用纳米粒子。已知固态金属纳米粒子(即，纳米尺寸和均匀合成的固态的，单个的金属球形)具有独特的光学特性。具体地是金属纳米粒子(特别是铸币金属)显示了显著的光学共振。这个所谓的等离子体振子共振是由于从金属球体到入射电磁场的引导电子的共同组合。根据与入射电磁射线的波长相关的纳米粒子的半径，通过吸收或者散射来控制这个共振。与这个等离子体振子共振相关的是在金属纳米粒子表面上的强局部场增强。

然而，实现固态金属纳米粒子多种应用的严重的实际限制是不能在技术上重要的那些波长处定位等离子体振子共振。例如，直径10nm的固态金纳米粒子具有中心在520nm处的等离子体振子共振。这个等离子体振子共振不能通过改变粒子直径或者特地嵌入介质来可控地迁移超过大约30纳米。

相应地，制造出合成纳米粒子来允许集中在预期的波长的等离子体振子共振。图1显示了根据本发明实施例的示例性纳米米粒，一种类型的纳米粒子。

如图1所示，纳米米粒100的形状类似于一粒米。纳米米粒100可以在被称为赤铁矿的非导电金属氧化铁上覆盖金层来实现。可以控制壳的厚度、纳米米粒的长度和核的宽度来产生特定频率的等离子体振子共振。制造纳米米粒100的方法在Hui Wang等人的Nano Lett，6(4)，827-837，2006，Narorice：A Hybrid Plasmonic Nanostructure，中描述，其在此处被全文引用包含。

在一些实施例中，激发光源(未示出)可以被引导至纳米米粒100。激发光源可以是激光器，激光二极管，发光二极管(LED)，紫外线灯泡，和/或白色光源。等离子体振子是穿越纳米米粒100的金属表面的自由电子在光学频率处的集体振动。当光的频率与等离子体振子共振的频率共振时，纳米米粒100表面的等离子体振子将光转换为电能。这种共振效应可以产生在粒子周围放射的高强度局部电场。相应地，图1也显示了靠近一粒纳米米粒100的端部等离子体振子共振所产生的强电场。与在先前以杆形和球形粒子所测量的场相比，纳米米粒的独特形状允许更强的场。

因此，纳米米粒100可以位于分析物内。激发光可以被引导至纳米粒子以产生在小容积的等离子体振子。这种产生等离子体振子的方法具有副作用，那就是漂白不会和通常方法一样快地发生。纳米粒子使荧光团的发荧光寿命降低，这增加了漂白之前发荧光光子的放射率和发射光子的总数。

在其它实施例中，其它的纳米结构可以用来代替纳米米粒。例如，根据用户要求可以使用纳米杆、纳米环、纳米块和纳米壳。每一个纳米结构显示了它们自身的共振波长、场强和产生的场的数目等等。

图2显示了示例性纳米半月体200的两个视图。图200A表示纳米半月体200的三维视图，图200B表示被轴205分开的纳米半月体的侧视图。纳米半月体200可以包括从一边去除环形部分的金属壳体210。金属壳体210由金、铁、银和它们的混合物实现。在制造纳米半月体200的过程中，金属沉积在大部分的介电体核上。然后去除介电体核。

介电体核被去除之后，纳米半月体200会是从壳体去除环形区域215的球形物体。在200B的视图中，纳米半月体200的横截面看起来到尖锐点(sharp point)。但是，从200A的视图来看，尖锐点实际上是圆的一部分。

根据各种实施例，激发光可以被引导至环形区域215，其中环形区域215外围上的表面等离子体振子可以和激发光耦合并产生共振场。本质上纳米半月体200可以用作共振结构，然后它可以应用于诸如单分子排序、杂化的应用和其它目的在于检测小粒子的应用，相比于传统系统具有减少的背景干扰。另外，激发光的角度或者纳米半月体200的取向会影响产生的等离子体振子的数量和等离子体振子的效率和位置。

纳米半月体200可以由Liu等人的Advanced Materials 2005，17，2131-2134的Magnetic Nanocrescents As ControllableSurface-Enhanced Raman Scattering Nanoprobes For BiomolecularImaging和UC Berkeley Luke P.Lee等人的Advanced Materials 2005，17，2683-2688，其在此处被全文引用包含。

图3A描述了纳米半月体的强度图像。如图3所示，当金属形成圆形时，场是最大的。

图3B描述了用于产生小激发容积的装置305。如图3B所示，装置305接受从激发源穿过基底315的能量310。能量产生了覆盖分析物320的渐逝区域(未示出)。小激发区域通过阻挡激发光的阻挡材料325被保持在分析物320周围。这个装置305可能需要使用高功率激光器，会产生相当数量的背景和相关的噪声。

图3C显示了使用图1-3A所描述的共振结构的通用实施例。具体而言，共振装置330可以被配置成通过在未示出的增强共振结构的周边强烈地增强激光激发产生小激发容积335。FER可以显示相比于装置305的改进。另外，对激发源的功率要求降低，减少了背景和相关的噪声的数量。

图4显示了根据另一个实施例的次波长空洞阵列400。如图4所示，空洞阵列400可以由本领域人员公知的厚度和材料制成使得等离子体振子可以通过空洞阵列400的空洞产生。例如具有60nm空洞直径的在488nm处的等离子体振子共振。激发源可以是在488nm处的Argon-Ion激光器。

在一些实施例中，诸如纳米米粒或者纳米半月体的纳米粒子或者诸如蝴蝶结形的纳米天线也可以放在空洞的外围上，或者在空洞之间的共振点处以便进一步增强阵列400内的等离子体振子共振输出。可以实现这个来进一步在小区域内集中或者增强等离子体振子。为了进一步聚集等离子体振子的目的，纳米粒子或者纳米天线也可以放在填充或者部分填充空洞的介电体材料上，也可以放在没有填充或者部分填充空洞的介电体上的空洞的内部。

图5描述了阵列400的能量模式的近场扫描显微镜图像500。如图5所示，图像500将空洞505显示为亮光并且背景510基本上为黑色。

图6描述了根据另一个实施例的钝头光纤600。这种钝头的结构在US5,812,724中描述，其在此处被引用包含。如图6所示，钝头光纤600在光纤600的一端具有与包覆层(未示出)相平的尖头605。在其它实施例中，如图6所示，尖头605会超出包覆层，但是会被钝化。光纤600具有覆盖层610和防腐蚀覆盖层615，其中覆盖层610在尖头605的表面，防腐覆蚀盖层615在光屏蔽覆盖层610表面的一个区域而不是在光屏蔽覆盖层610表面的前面部分。尖头605的前面部分具有从光屏蔽覆盖层610和防腐蚀覆盖层615被暴露的孔620。例如光屏蔽覆盖层610由铝构成并且具有800nm阶数的厚度。孔620具有例如40nm的直径。

在各种实施例中，钝头光纤600可以位于包含纳米粒子的目标分析物之外。然后，由激发光引起的来自等离子体振子的渐逝波会经过目标分析物。在其它实施例中，钝头光纤600会被具有突起尖头和被配置成在锥形光纤阵列内的光纤替代。

图7描述了根据另一个实施例的平面光子波导结构700。如图7所示，平面光子波导结构700可以像Maier等人的SPIE第8410卷的方法或者Loncar等人的Journal of Lightwave Technology第18卷第10号的Design and Fabrication of Photonics Crystal waveguides中所描述的那样来实现，其在此处被全文引用包含。平面光子波导结构700可以被配置成线源，而不是用于一些前面描述的实施例的点光源。例如，纳米粒子或者空洞阵列。

图8显示了平面光子波导结构侧面的强度。可以通过使用光阻材料在相反的轴内的条内图案形成开口来实现波导结构。在一些实施例中，也可以使用空洞。作为丢失的光阻材料和等离子体振子波导交叉的后果，发生了附件的光活化。

另外，纳米天线、纳米粒子、胶体微粒或者量子点可以被放置成接近诸如波导700的等离子体振子波导，因此允许波导和纳米粒子之间的直接耦合。光子晶体结构允许光在转角处转弯，因此允许光在远场显微镜的视场上来回地反射。这使得被导向视场的光能可以再循环。另外，能量被局限在波导的路径，减少了不需要的背景。可以使用多个波导来有效地覆盖大区域。

在其它实施例中，可以使用二维光子晶体来产生合适的二维强度轮廓，其在2006年4月的IEEE LEOS Newsletter的Altug等人的PhotoCrystal Nano-cavity Arrays中描述，其在此处被全文引用包含。图9描述了二维光子晶体900的实施例。

图10描述了根据一个实施例的示例性纳米天线1000。如图100所示，纳米天线1000是被配置成将等离子体振子能量集中在定域点的环形纳米天线。纳米天线1000可以位于介电材料上。由于激发光被引导至纳米天线1000，纳米天线1000将等离子体振子引导至天线1000的中心。

这种类型的环形纳米天线1000可以在基底材料交错放置一组同心环形第一材料细长条和第二材料的环形细长条来实现。在图10所示的实施例中，环形纳米天线1000的中心由第一材料实现，没有用第二材料。环形纳米天线1000的其它实施例会反转材料的顺序，其中中心通过第二材料和第一材料交错来实现。其它实施例可以包括由会阻挡任意激发光的第二材料实现，因此减少了背景和相关的噪声。

图11描述了蝴蝶结形纳米天线1100。如图11所示，蝴蝶结形纳米天线1100可以包括在其上支持纳米结构1110的电磁透明基底1105。天线结构1110包括分别包括传导臂1115和1120的蝴蝶结形天线。在端子1125和1130，传导臂1115和1120被具有横向尺寸d的间隙1135分开。实质上，传导臂1115和1120形成了类偶级天线。本发明也可以使用其它天线，例如对数周期形、螺旋形和缝隙形天线。蝴蝶结形天线更加详细的描述可以在此处被全文引用包含的美国专利NO.5,696,372中得到。

间隙1135形成了在传导臂1115和1120的端子1125和1130之间的发射“区域”。相对于入射电磁能量的波长，端子1125和1130之间的横向尺寸d是小的。

入射能量优选地具有在光学范围的波长，但是应理解为本发明同样适用于非光学波长应用。

从图11中可以看出被间隙1135隔开的端子1125和1130组成了电容。为了更加有效地将间隙1135的电容阻抗匹配到天线结构和提高其上的能量耦合，优选地将电感1140与区域1135并联从而产生谐振电路。本质方法是将天线阻抗与在间隙1135处形成的偶级子辐射体的辐射阻抗相匹配。根据预期的频率，可以以多个角度来实现传导臂1115和1120的角度。

图12描述了纳米分形天线图案的一系列选择。可以根据用于用户预期的性能特征来选择分形类型的类型。在其它实施例中，分形纳米天线也可以是线性偶极子。

在其它实施例中，纳米天线1000、1100、1200也可以用作接收器。同样地，这些天线也可以用于淬灭分子和收集辐射。

图13A-B描述了一般地涉及在整块基底或者介电材料上，以及在纳米天线上使用覆盖的实施例。如图13A-B所示，如侧视图上示出的覆盖增强结构1300包括基底1305。为了使用等离子体振子共振代替TIRF，基底1305可以被实现为产生渐逝区域1325，或者可选择地使用金属层(未示出)。厚覆盖1310可以以它的一个区域被空闲的方式施加到基底1305上。厚覆盖1310可以由比包括大部分渐逝波能量的渐逝区域1325大的介电体材料实现。

可以在开放区域形成蝴蝶结形天线1315。在其它实施例中，可以使用其它分形纳米天线。在其它实施例中，先前描述的共振结构可以放置在开放区域。薄的覆盖1320可以沉积在覆盖共振结构的开放区域。可选地，在整个表面放置薄的覆盖，厚一点的覆盖稍后选择性地加上。薄的覆盖1320可以是用于优化淬灭和激发之间平衡的厚度相同的或者其它的介电材料。

厚度为5到20nm的薄的覆盖1320可以被配置成避开荧光团从而防止淬灭。厚的覆盖1310可以由具有适当低折射率(相对于基底)阻挡到最高TIRF(总内部反射荧光)强度的容积的路径的材料制成。因此减少了背景和相关噪声但没有消除。

对于所有公开的实施例，目标DNA、引物或者酶可以附着在最高能量强度的区域内表面。一种建立这个附着的方法可以使用诸如光敏维生素H的光敏附着。在低强度光级处，分子优选地附着在结构上的高能量点处。激发或者发射可以单独地使用公开的方法或者和诸如远场显微镜法，TIRF，等离子体振子共振的其它传统方法组合使用或者其它耦合方法来提供能量至结构。使用TIRF或者等离子体振子共振将激发最小化到非常薄的层，减少了不需要的背景。由TIRF激发产生的渐逝波的贯穿深度是入射角度的函数，其中入射在临界角最大，并且随着基底和激发光之间的角度的减小而减小。因此，为了最小化贯穿深度和被渐逝波激发的溶液的体积，优选最小化该角度。例如，这可以通过使用高NA TIRF目标物，使用在目标物的极端边缘引入的激光(器)来实现。

该装置可以用于单个分子荧光。该装置通过使用天线/纳米粒子的波长代替激发波长，可用于从染料中产生双光子激发。双光子激发需要在激发光子之前用两个光子来激发分子。伴随着双光子激发，产生的荧光在比激发低的波长处，能够轻易地滤除光学元件和基底的背景荧光和其它非特定的荧光。进一步地，双光子发射发生的概率是激发功率平方的函数，因此，如果装置有100的光学增强，那么共振增强区域内的荧光团实际上是不在增强区域内的荧光团的10,000倍，大大减少了来自附近荧光团的背景。同样的，他们也用于DNA排序，但是也适用于预期小容量被激发的许多其它类型的应用。

虽然参考示例性实施例描述本发明，本领域的技术人员能够在不脱离实际精神和范围内做出不同于所描述的实施例的各种修改。这里所使用的术语和描述仅仅是为了描述并不意味限制。具体地，尽管通过例子描述本方法，可以以和所描述的不同的顺序或者同步地执行本方法的步骤。本领域的技术人员会认识到在由下面的权利要求和它们的等价所定义的精神和范围内这些和其它变化是可能的。

Claims (23)

1.一种分析核酸的方法，该方法包括：

提供被配置成与一个或者多个荧光标记核酸耦合的共振结构；

将激发光从源引导至该共振结构的表面；以及

在该共振结构的该表面上产生等离子体振子，其中该分析物固定在该共振结构的能量集中点。

2.一种分析分析物的方法，该方法包括：

提供与分析物耦合的共振结构；

将激发光从源引导至该共振结构；以及

在该共振结构的该表面上产生等离子体振子，其中该分析物通过光敏衔接物与固定在该共振结构的能量集中点的分子组合。

3.如权利要求2的方法，其中该等离子体振子用在单个分子排序。

4.如权利要求2的方法，其中该等离子体振子用在荧光关联能谱法中。

5.如权利要求2的方法，其中该共振结构是纳米粒子。

6.如权利要求5的方法，其中该纳米粒子是纳米米粒、纳米杆、纳米环、纳米体、纳米壳和纳米半月体中的一个。

7.如权利要求6的方法，其中该等离子体振子产生于该纳米半月体的该外围。

8.如权利要求2的方法，其中该共振结构是空洞阵列。

9.如权利要求8的方法，其中该等离子体振子产生于该空洞阵列的空洞的表面，空洞阵列的上方和通过该空洞。

10.如权利要求2的方法，其中该激发光源是钝光纤头。

11.如权利要求10的方法，其中该激发光源位于该分析物外。

12.如权利要求10的方法，其中该激发光源是光纤尖头阵列。

13.如权利要求2的方法，其中该共振结构包括光子次波长波导。

14.如权利要求2的方法，其中该共振结构包括二维光子晶体。

15.如权利要求2的方法，其中该共振结构是纳米天线。

16.如权利要求2的方法，其中该共振结构是蝴蝶结形纳米天线。

17.如权利要求16的方法，进一步包括在该蝴蝶结形天线上提供覆盖，其中该覆盖被配置成具有合适的厚度基本上防止淬灭。

18.如权利要求1的方法，进一步包括在该共振结构的该能量集中点处提供光敏附着。

19.如权利要求1的方法，其中该光敏附着是单分子排序的一部分。

20.一种等离子体振子结构，包括：

纳米天线，由金属材料实现并且被配置成产生增强区域；以及

临近该纳米天线的一部分沉积的阻挡层，其中该阻挡层被配置成基本上减少在该增强区域外的荧光团的激发。

21.如权利要求20的等离子体振子结构，其中该阻挡层由介电材料制成。

22.如权利要求20的等离子体振子结构，进一步包括金属层，其中该渐逝波激发区域由通过该金属层的SPR产生。

23.如权利要求20的等离子体振子结构，其中该渐逝波激发区域由TIRF产生。

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