RU2005133864A - Устройство и способ для улучшенного наноспектроскопического сканирования - Google Patents

Claims (18)

1. Аппарат для идентификации химических групп в образце, закрепленном на поверхности, включающий субстрат, имеющий зеркальную поверхность, на которой размещается образец, сформированную из плазмонно-резонансного металла, источник светового луча, линзовый узел, имеющий кончик и нанолинзу, состоящую из одной или нескольких плазмонно-резонансных частиц, размещенных на кончике и расположенных на нем таким образом, чтобы создавать, при направлении светового луча через нанолинзу, моды электромагнитного зазора ближней зоны в пространстве между нанолинзой и прилегающим к ней участком детектирования на поверхности субстрата, в зазоре между нанолинзой и субстратом, равном 40 нм или меньше, фокусирующий механизм для перемещения линзового узла по направлению к поверхности субстрата и от нее, при величине зазора менее 40 нм, для создания мод электромагнитного зазора, усиливающих спектральные сигналы комбинационного рассеяния, генерируемые образцом на участке детектирования; детектор для улавливания света, излучаемого или рассеиваемого образцом на участке детектирования, и для преобразования принятого света в спектр комбинационного рассеяния с усилением в зазоре, позволяющий идентифицировать химическую группу на участке детектирования, и механизм линейного перемещения для линейного перемещения линзового узла по отношению к указанному субстрату, для позиционирования линзового узла над разными участками детектирования субстрата.

2. Аппарат по п.1, в котором нанолинза в указанном узле включает по меньшей мере три указанные плазмонно-резонансные частицы, расположенные симметрично вокруг центральной оси, перпендикулярной к плоскости поверхности субстрата, причем каждая частица имеет размер менее 200 нм по наибольшей оси, и расстояние между любой парой частиц существенно меньше длины волны светового луча.

3. Аппарат по п.2, в котором указанные частицы имеют сферическую форму.

4. Аппарат по п.2, в котором указанные частицы имеют эллипсоидальную форму и ориентированы таким образом, чтобы их большие оси пересекались с указанной центральной осью.

5. Аппарат по п.2, в котором указанный источник света создает луч циркулярно поляризованного света, плоскость поляризации которого перпендикулярна к указанной центральной оси.

6. Аппарат по п.1, в котором указанный линзовый узел включает консоль, имеющую кончик на своем незакрепленном конце.

7. Аппарат по п.6, в котором указанный фокусирующий механизм включает пьезоэлектрический привод, функционально связанный с указанной консолью.

8. Аппарат по п.7, в котором указанный фокусирующий механизм осуществляет перемещение указанной нанолинзы на заданное расстояние в интервале от 0,1 до 5 нм от поверхности субстрата.

9. Аппарат по п.1, в котором указанный механизм линейного перемещения включает пьезоэлектронный привод.

10. Аппарат по п.1, предназначенный для использования при секвенировании линейной цепи нуклеиновой кислоты путем анализа химических групп оснований цепи нуклеиновой кислоты, в котором субстрат включает молекулярные якоря для удерживания цепи нуклеиновой кислоты в линейно вытянутом состоянии, а механизм линейного перемещения осуществляет перемещение линзового узла вдоль цепи для проведения последовательного анализа и идентификации каждого основания цепи.

11. Аппарат по п.10, предназначенный для одновременного проведения анализа множества по сути линейных образцов, который включает множество линейно ориентированных консольно-линзовых агрегатов, положение каждого из которых в направлении к поверхности субстрата и от нее может индивидуально контролироваться с помощью соответствующего фокусирующего механизма, связанного с каждым линзовым узлом, и которые перемещаются как одно целое единым механизмом линейного перемещения.

12. Аппарат по п.11, предназначенный для использования при секвенировании множества линейных цепей нуклеиновой кислоты путем проведения анализа химических групп оснований цепи нуклеиновых кислот, в котором субстрат включает молекулярные якоря для удерживания каждой цепи нуклеиновой кислоты в линейно вытянутом состоянии, и механизм линейного перемещения осуществляет перемещение линзового узла вдоль цепей для проведения последовательного анализа и идентификации каждого основания цепей.

13. Способ идентификации химических групп в образце, включающий крепление образца к субстрату, имеющему зеркальную поверхность, на которой размещается образец, сформированную из плазмонно-резонансного металла, направление светового луча на нанолинзу в линзовом узле, имеющем кончик и нанолинзу, расположенную на кончике и состоящую из одной или нескольких плазмонно-резонансных частиц, размещенных на кончике таким образом, чтобы создавать моды электромагнитного зазора в ближней зоне в пространстве между нанолинзой и прилегающим к ней участком детектирования на поверхности субстрата, при величине зазора между нанолинзой и субстратом 30 нм или меньше, перемещение линзового узла по направлению к поверхности субстрата или от нее, при расстоянии между нанолинзой и поверхностью субстрата менее 30 нм, для создания мод электромагнитного зазора, усиливающих спектральные сигналы комбинационного рассеяния, генерируемые образцом на участке детектирования; улавливание света, излучаемого или рассеиваемого образцом на участке детектирования, и преобразование принятого света в спектр комбинационного рассеяния с усилением в зазоре, позволяющий идентифицировать химическую группу на участке детектирования.

14. Способ по п.13, в котором указанное перемещение осуществляется с целью установки указанной нанолинзы с заданной величиной зазора в интервале от 0,1 до 5 нм от поверхности субстрата.

15. Способ по п.13, в котором указанное направление включает направление светового луча на нанолинзу, состоящую из по меньшей мере трех указанных плазмонно-резонансных частиц, расположенных симметрично вокруг центральной оси, перпендикулярной к плоскости поверхности субстрата, причем каждая частица имеет размер менее 200 нм по своей наибольшей оси, и расстояние между любой парой частиц существенно меньше длины волны светового луча.

16. Способ по п.15, в котором указанное направление включает направление на указанную линзу луча циркулярно поляризованного света, плоскость поляризации которого перпендикулярна к указанной центральной оси.

17. Способ по п.15, придназначенный для использования при секвенировании линейной цепи нуклеиновой кислоты, в котором указанное крепление включает растяжение цепи в линейном направлении и фиксацию противоположных концевых участков цепей на указанном субстрате, и который дополнительно включает линейное перемещение линзового узла относительно образца на субстрате для установки нанолинзы в положение, прилегающее к последовательно расположенным химическим группам оснований в цепи.

18. Способ по п.17, предназначенный для использования при секвенировании множества образцов линейных цепей нуклеиновых кислот, в котором указанное крепление включает фиксацию образцов в виде множества параллельных цепей, и указанное линейное перемещение включает линейное перемещение линзового узла относительно образцов на субстрате, для установки нанолинзы в положение, прилегающее к последовательно расположенным химическим группам оснований в каждой из цепей.