TWI694248B - 分子檢測的方法 - Google Patents
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Abstract
本發明涉及一種分子檢測的方法，包括以下步驟：提供一待測樣品，該待測樣品的表面分佈有待測物分子；提供一分子載體，該分子載體包括一柔性基底，所述柔性基底包括一第一基板以及複數個設置於該第一基板表面上的圖案化的第一凸起；所述複數個圖案化的第一凸起與所述第一基板為一體結構；所述圖案化的第一凸起包括複數個凸條或凸塊，從而定義複數個第一孔洞；以及一設置於該柔性基底的金屬層，所述金屬層設置於柔性基底具圖案化的第一凸起的表面；將所述金屬層遠離所述柔性基底的表面貼合於該待測樣品的表面，使得所述待測物分子形成于所述金屬層的表面；採用檢測器對該金屬層表面的待測物分子進行檢測。
Description
本發明涉及一種分子載體，其製備方法以及採用該載體檢測分子的方法。
分子檢測技術通常利用拉曼光譜的譜學特徵，對待測分子進行分析。藉由拉曼檢測系統向分子載體上的待測分子提供鐳射輻射。鐳射中的光子與待測分子發生碰撞，從而改變光子的方向，產生拉曼散射。另外，光子與待測分子發生能量交換，改變了光子的能量和頻率，使該光子具有待測分子的結構資訊。藉由感測器接收來自待測分子的輻射信號，形成拉曼圖譜，利用電腦對所述待測分子進行分析。拉曼光譜具有清晰的譜學特徵，可以提供分子結構方面的豐富資訊。
現有技術中，用於分子載體中所用的基底均為硬質基底，如矽、二氧化矽、氮化矽、石英、氮化鎵、氧化鋁或氧化鎂等，目前檢測手段需要將待測分子提取出來，再進行測量，如是很難進行即時現場測量，而且硬質基底增加了對不規則的表面進行測量的難度。將拉曼光譜應用於即時（Real time）、原位（In situ）、線上（On line）、在體（In vivo）檢測一直是人們追求的目標。
有鑒於此，確有必要提供一種能夠進行即時、原位檢測的方法。
一種分子檢測的方法，包括以下步驟：提供一待測樣品，該待測樣品的表面分佈有待測物分子；提供一分子載體，該分子載體包括一柔性基底，所述柔性基底包括一第一基板以及複數個設置於該第一基板表面上的圖案化的第一凸起；所述複數個圖案化的第一凸起與所述第一基板為一體結構；所述圖案化的第一凸起包括複數個凸條或凸塊，從而定義複數個第一孔洞；以及一設置於該柔性基底的金屬層，所述金屬層設置於柔性基底具圖案化的第一凸起的表面；將所述金屬層遠離所述柔性基底的表面貼合於該待測樣品的表面，使得所述待測物分子形成于所述金屬層的表面；採用檢測器對該金屬層表面的待測物分子進行檢測。
與現有技術相比，本發明所提供的分子載體具有以下優點，第一，由於分子載體中所用基底為柔性基底，該柔性基底可以彎曲，是以可以將其貼合在不規則物體的表面進行測量，可以實現原位檢測；第二，所述柔性基底為透明材料，光透過率高，是以可以將光直接從到柔性基底遠離金屬層的一側進行照射的，再進行檢測；第三，由於柔性基底表面的三維奈米結構增加了檢測的靈敏度，即使很少的樣品亦能夠檢測。
如下具體實施方式將結合前述附圖進一步說明本發明。
請參閱圖1和圖2，本發明第一實施例提供的一種分子載體10，其包括一柔性基底12以及設置於該柔性基底12表面的金屬層14。具體地，所述柔性基底12包括一第一基板120以及複數個設置於該第一基板120表面上的圖案化的第一凸起122。所述圖案化的第一凸起122包括複數個凸條或凸塊，從而定義複數個第一孔洞124。所述複數個圖案化的第一凸起122與所述第一基板120為一體結構。
參見圖1（A）和圖2（A），所述圖案化的第一凸起122可以包括複數個凸條交叉設置形成網狀結構，所述複數個凸條的交叉處為一體結構。參見圖1（B）和圖2（B），所述圖案化的第一凸起122亦可以包括複數個成陣列排列的凸塊。即，所述複數個凸塊間隔設置呈二維陣列。
所述柔性基底12的光透過率高，如是即使鐳射從所述柔性基底12遠離金屬層14的一側照射，亦能夠檢測到拉曼信號。所述柔性基底12柔韌性好且能夠彎曲，以保證所述分子載體10能夠貼合不規則物體的表面，進行拉曼檢測。所述柔性基底12的材料為柔性高分子材料。優選地，所述柔性基底12的材料為聚醯亞胺（Polyimide， PI）、聚二甲基矽氧烷（Polydimethylsiloxane， PDMS）、聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethylmethacrylate，PMMA）等。本實施例中，所述柔性基底12的材料為PMMA。所述柔性基底12的形狀、大小及厚度不限，可根據實際分子的檢測需要選擇。優選地，所述柔性基底12的厚度為500奈米-10毫米。更優選地，所述柔性基底12的厚度為10微米-200微米。
所述第一基板120與所述圖案化的第一凸起122的複數個凸條或凸塊是材料相同的一體結構。所述圖案化的第一凸起122可以設置於所述第一基板120的一個表面或分別設置於所述第一基板120相對的兩個表面。以圖1（A）為例進行結構說明，本發明定義一部分沿著第一方向延伸的凸條為第一凸條，另一部分沿著第二方向延伸的凸條為第二凸條。所述第一方向和第二方向的夾角大於0度小於等於90度，優選地，大於等於30度。所述複數個第一凸條基本平行，且所述複數個第二凸條基本平行。本發明的凸條基本平行的特徵是由於其製備方法中採用的奈米碳管掩模中奈米碳管的延伸方向基本平行的特徵決定的。每個凸條的長度不限，寬度為20奈米-150奈米，高度為100奈米-500奈米，平行且相鄰的凸條之間的間距為10奈米-300奈米。是以，所述第一孔洞124的開口尺寸為10奈米-300奈米，深度為100奈米-500奈米。優選地，每個凸條的寬度為50奈米-100奈米，高度為200奈米-400奈米，間距為10奈米-50奈米。本實施例中，所述複數個第一凸條垂直於複數個第二凸條。所述凸條從所述第一基板120的一邊延伸至另一邊。所述凸條的高度為300奈米。
所述金屬層14設置於所述圖案化的第一凸起122的表面。具體地，所述金屬層14可以為連續的層狀結構，亦可以為非連續的層狀結構。所述金屬層14設置於所述複數個凸條或凸塊表面以及凸條或凸塊之間的第一孔洞124內。所述金屬層14亦可僅設置於複數個凸條或凸塊的側面及相鄰凸條或凸塊之間的第一孔洞124內。所述金屬層14可以為單層層狀結構或多層層狀結構。所述金屬層14基本均勻沉積於凸條或凸塊表面以及凸條或凸塊之間的第一孔洞124內。所述第一孔洞124處形成一間隙（Gap），此處金屬層14的表面可產生表面等離子體共振，從而可產生拉曼散射增強。所述金屬層14的材料不限，可為金、銀、鉑、銅、鐵或鋁等金屬。可以理解，所述金屬層14的材料並不限於以上幾種，任何常溫下為固態的金屬材料都可以。本實施例中，所述金屬層14為金。分子檢測的活性（即SERS活性）與金屬層14的厚度有關。所述金屬層14的厚度為2奈米-200奈米，優選地，所述金屬層14的厚度為3奈米-100奈米。更優選地，所述金屬層14的厚度為5-20奈米。本實施例中，所述金屬層14的厚度為10奈米。
本發明提供的分子載體具有以下優點：由於所述分子載體10採用柔性基底12，所述柔性基底12能夠很好貼合在不規則的表面上，是以，該分子載體10可在不規則表面上進行分子檢測，並可在待測樣品16表面實現原位檢測；金屬層14設置於圖案化的第一凸起122的表面，在入射光的激發下，金屬表面產生局域表面等離激元共振，圖案化的第一凸起122能夠彙聚電磁場，形成“場熱點”，起到表面增強拉曼散射的作用，可提高SERS(Surface enhanced Raman scattering)增強因數，增強拉曼散射。
請參閱圖3，本發明第一實施例提供一種製備前述圖1（B）所示的分子載體10的方法，其包括以下步驟： S10，提供一硬質基底11； S20，在所述硬質基底11的表面設置一高分子層13，對所述高分子層13進行烘烤，使所述高分子層13成半固體狀態； S30，提供一模板150，將所述模板150具有奈米圖形的一側與所述高分子層13貼合，將模板150上的奈米圖形轉移到所述高分子層13的表面； S40，去除所述模板150得到柔性基底12； S50，在所述柔性基底12具有奈米圖形的表面設置一金屬層14。
在步驟S10中，所述硬質基底11對所述高分子層13起支撐作用。所述硬質基底11的材料不限，可為二氧化矽、氮化矽等材料形成的絕緣基底，亦可以為金、鋁、鎳、鉻、銅等材料形成的金屬基底或者矽、氮化鎵、砷化鎵等材料形成的半導體基底。所述硬質基底11的尺寸和厚度可以根據需要選擇。本實施例中，所述硬質基底11為一厚度為0.5mm-1.2mm的二氧化矽。
在步驟S20中，所述高分子層13應具有可在室溫下壓印、結構穩定性好以及壓印解析度可達到10奈米以下的高解析度等特性，具體地，所述高分子層13的材料為PMMA、PI、PDMS等。本實施例中，所述高分子層13的材料為PMMA。低溫烘烤以後的PMMS為半固體狀態，具有一定的流動性，在壓力作用下PMMS會自發流動填充到模板150溝道中。
可以藉由旋塗或液滴塗布的方式設置高分子層13。本實施例中所述高分子層13的製備方法包括以下步驟：首先，提供一PMMA溶液；在所述硬質基底11的表面旋塗PMMA，旋塗轉速為500轉/ 分鐘-6000轉/ 分鐘，時間為0.5分鐘-1.5分鐘。其次，低溫烘烤所述PMMA，使所述PMMA成半固體狀態。本發明第一實施例中，在低溫烘烤3分鐘-5分鐘，從而在所述硬質基底11的表面形成一完整的高分子層13。所述低溫為在50℃以下的溫度。該高分子層13的厚度為500奈米-10毫米。優選地，所述高分子層13的厚度為800奈米-5毫米。更優選地，所述高分子層13的厚度為5微米-200微米。更優選地，所述高分子層13的厚度為20微米-90微米。本實施例中，所述高分子層13的厚度為50微米。
在步驟S30中，所述模板150包括複數個圖案化的第三凸起152。所述圖案化的第三凸起152包括複數個凸條交叉設置形成網狀結構，從而定義複數個第三孔洞154。所述模板150的材料為硬性材料，如鎳、矽、二氧化矽等。本發明實施例中所述模板150的材料為二氧化矽。
請一併參見圖4和圖5，本發明第一實施例提供的製備所述圖案化的模板150的方法，包括以下步驟： S301，提供一第二基板15； S302，提供一具有複數個微孔116的奈米碳管結構110，該奈米碳管結構110包括複數個交叉設置的奈米碳管； S303，將所述奈米碳管結構110設置於所述第二基板15的一表面151，從而使的所述第二基板15的表面151部分暴露； S304，以該奈米碳管結構110為掩模幹法蝕刻所述第二基板15，從而得到一具有圖案化的第三凸起152的模板150，且該圖案化的第三凸起152包括複數個交叉設置的凸條； S305，去除所述奈米碳管結構110。
在步驟S301中，所述第二基板15的材料不限，可為二氧化矽、氮化矽等材料，亦可以為金、鋁、鎳、鉻、銅等金屬材料或者矽、氮化鎵、砷化鎵等半導體材料，只要所述第二基板15在後續的蝕刻過程中，可被蝕刻即可。
在步驟S302中，所述奈米碳管結構110包括複數個有序排列的奈米碳管，從而形成複數個開口，該複數個開口從所述奈米碳管結構110的厚度方向貫穿所述奈米碳管結構110。所述開口可以為微孔或間隙。所述尺寸是指所述微孔的孔徑或所述間隙的寬度方向的間距。所述開口的尺寸為2奈米-500微米、或20奈米-60微米、或80奈米-5微米、或200奈米-1.5微米。所述奈米碳管結構110可以為純奈米碳管結構111或奈米碳管複合結構112。所述純奈米碳管結構111指奈米碳管結構110中僅包括複數個奈米碳管，不包括其它成分。所述奈米碳管複合結構112包括一純奈米碳管結構111以及一包覆於該純奈米碳管結構111表面的預製層114。所述預製層114包覆於該複數個奈米碳管的表面。優選地，所述預製層114包覆於每個奈米碳管的整個表面。所述奈米碳管包括單壁奈米碳管、雙壁奈米碳管及多壁奈米碳管中的一種或多種。所述奈米碳管平行於所述純奈米碳管結構111的表面。所述單壁奈米碳管的直徑為0.5奈米-10奈米，雙壁奈米碳管的直徑為1.0奈米-15奈米，多壁奈米碳管的直徑為1.5奈米-500奈米。所述奈米碳管的長度大於50微米。優選地，該奈米碳管的長度為200微米-900微米。
所述純奈米碳管結構111包括複數個有序排列且交叉設置的奈米碳管從而形成複數個微孔，所述預製層114包覆於該複數個奈米碳管的表面。優選地，所述預製層114包覆於每個奈米碳管的整個表面。所述複數個奈米碳管藉由凡德瓦爾力緊密連接從而使該純奈米碳管結構111及奈米碳管複合結構112形成一自支撐結構。所謂自支撐結構是指該結構可以無需一支撐體而保持一特定的膜狀結構。因而，所述奈米碳管複合結構112具有自支撐性而可部分懸空設置。
所述純奈米碳管結構111包括至少一奈米碳管膜、至少一奈米碳管線或其組合。所述奈米碳管膜包括複數個均勻分佈的奈米碳管。該奈米碳管膜中的複數個奈米碳管沿一個方向延伸，該複數個奈米碳管組成複數個奈米碳管束，所述奈米碳管的延伸方向平行於所述奈米碳管膜的表面。具體地，該奈米碳管膜可包括一奈米碳管拉膜。該奈米碳管線可以為一非扭轉的奈米碳管線或扭轉的奈米碳管線。當所述純奈米碳管結構111包括複數個奈米碳管線時，該複數個奈米碳管線相互平行間隔且呈一定角度交叉排列而形成一層狀的奈米碳管結構。該層狀的奈米碳管結構包括複數個微孔，該微孔為一貫穿該層狀的奈米碳管結構的厚度方向的通孔。該微孔的尺寸為1奈米-0.5微米。
請參閱圖6，具體地，該奈米碳管拉膜包括複數個連續且定向排列的奈米碳管束。該複數個奈米碳管束藉由凡德瓦爾力首尾相連。每一奈米碳管束包括複數個相互平行的奈米碳管，該複數個相互平行的奈米碳管藉由凡德瓦爾力緊密結合。該奈米碳管束的直徑為10奈米-200奈米，優選的，10奈米-100奈米。該奈米碳管拉膜中的奈米碳管沿同一方向擇優取向排列。所述奈米碳管拉膜包括複數個微孔。該微孔為一貫穿該層狀的奈米碳管結構的厚度方向的通孔。該微孔可為孔隙和/或間隙。當所述純奈米碳管結構111僅包括單層奈米碳管拉膜時，該奈米碳管拉膜中相鄰的奈米碳管片段之間具有間隙，其中，該間隙的尺寸為1奈米-0.5微米。可以理解，在由多層奈米碳管拉膜組成的純奈米碳管結構111中，相鄰兩個奈米碳管拉膜中的奈米碳管的排列方向有一夾角α，且0°＜α≤90°，從而使相鄰兩層奈米碳管拉膜中的奈米碳管相互交叉組成一網狀結構，該網狀結構包括複數個孔隙，該複數個孔隙均勻且規則分佈於純奈米碳管結構111中，其中，該孔隙直徑為1奈米-0.5微米。所述奈米碳管拉膜的厚度為0.01微米-100微米。所述奈米碳管拉膜可以藉由拉取一奈米碳管陣列直接獲得。所述奈米碳管拉膜的結構及其製備方法請參見範守善等人於2007年2月9日申請的，於2010年5月26日公告的第CN101239712B號中國公告專利“奈米碳管薄膜結構及其製備方法”，申請人：清華大學，鴻富錦精密工業（深圳）有限公司。為節省篇幅，僅引用於此，但前述申請所有技術揭露亦應視為本發明申請技術揭露的一部分。
請參閱圖7，該非扭轉的奈米碳管線包括複數個沿該非扭轉的奈米碳管線長度方向排列的奈米碳管。具體地，該非扭轉的奈米碳管線包括複數個奈米碳管片段，該複數個奈米碳管片段藉由凡德瓦爾力首尾相連，每一奈米碳管片段包括複數個相互平行並藉由凡德瓦爾力緊密結合的奈米碳管。該奈米碳管片段具有任意的長度、厚度、均勻性及形狀。該非扭轉的奈米碳管線長度不限，直徑為0.5奈米-100微米。非扭轉的奈米碳管線為將奈米碳管拉膜藉由有機溶劑處理得到。具體地，將有機溶劑浸潤所述奈米碳管拉膜的整個表面，在揮發性有機溶劑揮發時產生的表面張力的作用下，奈米碳管拉膜中的相互平行的複數個奈米碳管藉由凡德瓦爾力緊密結合，從而使奈米碳管拉膜收縮為一非扭轉的奈米碳管線。該有機溶劑為揮發性有機溶劑，如乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷或氯仿，本實施例中採用乙醇。藉由有機溶劑處理的非扭轉的奈米碳管線與未經有機溶劑處理的奈米碳管膜相比，比表面積減小，粘性降低。
所述扭轉的奈米碳管線為採用一機械力將所述奈米碳管拉膜兩端沿相反方向扭轉獲得。請參閱圖8，該扭轉的奈米碳管線包括複數個繞該扭轉的奈米碳管線軸向螺旋排列的奈米碳管。具體地，該扭轉的奈米碳管線包括複數個奈米碳管片段，該複數個奈米碳管片段藉由凡德瓦爾力首尾相連，每一奈米碳管片段包括複數個相互平行並藉由凡德瓦爾力緊密結合的奈米碳管。該奈米碳管片段具有任意的長度、厚度、均勻性及形狀。該扭轉的奈米碳管線長度不限，直徑為0.5奈米-100微米。進一步地，可採用一揮發性有機溶劑處理該扭轉的奈米碳管線。在揮發性有機溶劑揮發時產生的表面張力的作用下，處理後的扭轉的奈米碳管線中相鄰的奈米碳管藉由凡德瓦爾力緊密結合，使扭轉的奈米碳管線的比表面積減小，密度及強度增大。
所述奈米碳管線狀結構及其製備方法請參見範守善等人於2002年9月16日申請的，於2008年8月20日公告的第CN100411979C號中國公告專利“一種奈米碳管繩及其製造方法”，申請人：清華大學，鴻富錦精密工業（深圳）有限公司，以及於2005年12月16日申請的，於2009年6月17日公告的第CN100500556C號中國公告專利申請“奈米碳管絲及其製作方法”，申請人：清華大學，鴻富錦精密工業（深圳）有限公司。為節省篇幅，僅引用於此，但前述申請所有技術揭露亦應視為本發明申請技術揭露的一部分。
本實施例中，所述純奈米碳管結構111為兩層垂直交叉設置的奈米碳管拉膜，所述奈米碳管拉膜直接從生長好的奈米碳管陣列拉取得到，該純奈米碳管結構111中的複數個奈米碳管藉由凡德瓦爾力首尾相連且沿同一方向排列。
所述預製層114的材料可為金、鎳、鈦、鐵、鋁、鉻等金屬、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、氧化鉿等金屬氧化物、或者金屬硫化物等中的至少一種。可以理解，所述預製層114的材料不限於前述列舉材料，還可以為二氧化矽等非金屬氧化物、碳化矽等非金屬碳化物或氮化矽等非金屬氮化物等，只要可以物理性的沉積於所述純奈米碳管結構111的表面，且在後續的蝕刻第二基板15過程中不被蝕刻即可。所述物理性的沉積是指所述預製層114不與所述純奈米碳管結構111發生化學反應，而是藉由凡德瓦爾力與所述純奈米碳管結構111緊密結合，並附於所述純奈米碳管結構111中奈米碳管的表面。所述預製層114的厚度不限，可為3奈米-50奈米。為了得到奈米級尺寸的奈米線陣列，以及避免所述純奈米碳管結構111中的微孔過多的被所述預製層114覆蓋，所述預製層114的厚度優選為3奈米-20奈米。所述奈米碳管複合結構112的微孔116孔徑小於所述純奈米碳管結構111中的微孔孔徑。
所述奈米碳管複合結構112可以藉由以下方法製備：首先，將所述純奈米碳管結構111至少部分懸空設置；然後，在所述純奈米碳管結構111表面沉積預製層114。
所述純奈米碳管結構111具有相對的兩個表面，所述純奈米碳管結構111可藉由一框架固定，位於框架內部的部分懸空設置，從而使得純奈米碳管結構111充分暴露，以利於後續的在純奈米碳管結構111相對的兩個表面同時形成所述預製層114。所述框架為一中空的結構，具有一通孔。所述純奈米碳管結構111的邊緣可固定於所述框架中，位元於中間的部分藉由所述通孔暴露出來且懸空設置。藉由所述框架，使得所述純奈米碳管結構111的邊緣能夠牢固的固定，並保持位於通孔位置處的純奈米碳管結構111充分暴露。本實施例中，所述框架為一“口”字形的邊框，所述純奈米碳管結構111的邊緣藉由所述邊框固定。可以理解，所述純奈米碳管結構111懸空設置的方式亦可以為其他手段，比如金屬網柵、具有中空結構的環狀體等，只要實現使該純奈米碳管結構111懸空即可。可藉由電子束蒸鍍法將所述預製層114沉積於所述純奈米碳管結構111的表面。可以理解，所述沉積的方法不限於前述列舉的方法，還可以為磁控濺射法、原子層沉積法等氣相沉積法，只要保證所述預製層114在沉積的過程中不破壞所述純奈米碳管結構111的形態和結構即可。
由於所述純奈米碳管結構111懸空設置，因而所述純奈米碳管結構111的兩個表面均被所述預製層114覆蓋。具體的，該預製層114包覆所述純奈米碳管結構111中複數個奈米碳管的至少部分表面。所述純奈米碳管結構111包括複數個微孔結構，可以理解，所述微孔結構中亦可分佈有所述預製層114。所述純奈米碳管結構111中的奈米碳管與所述預製層114緊密結合，形成一整體的奈米碳管複合結構112。其中，所述純奈米碳管結構111對所述預製層114起到支撐作用。所述奈米碳管複合結構112包括複數個微孔116。所述微孔116為貫穿所述奈米碳管複合結構112的厚度方向的凹陷空間，該凹陷空間可為間隙或者微孔。
本實施例中，藉由電子束蒸鍍法在所述純奈米碳管結構111的表面設置預製層114得到所述奈米碳管複合結構112，所述預製層114的材料為氧化鋁，所述預製層114的厚度為5奈米。所述純奈米碳管結構111中的每個奈米碳管被所述預製層114完全包覆。參見圖9，為本實施例採用的奈米碳管複合結構112的掃描電鏡照片。請參閱圖10，為本實施例採用的奈米碳管複合結構112中包覆氧化鋁層的單根奈米碳管的掃描電鏡照片。
在步驟S303中，所述奈米碳管複合結構112可以直接設置於所述第二基板15的表面151。具體的，可先將所述框架和所述奈米碳管複合結構112一起轉移至所述第二基板15的表面151，再移除所述框架。由於所述奈米碳管複合結構112具有複數個微孔116，因而所述第二基板15的表面151部分藉由該複數個微孔116暴露出來。所述奈米碳管複合結構112與所述第二基板15的表面151之間並非完全緊密接觸，部分的奈米碳管複合結構112與所述第二基板15的表面151之間可能存在空氣。
將所述奈米碳管複合結構112設置於所述第二基板15的表面151之後，進一步還可以包括一藉由溶劑對所述奈米碳管複合結構112進行處理，使所述奈米碳管複合結構112貼附在所述第二基板15的表面151的表面的步驟。當向所述奈米碳管複合結構112的表面滴加溶劑，所述溶劑會浸潤所述奈米碳管複合結構112，軟化所述奈米碳管複合結構112，並將所述奈米碳管複合結構112與所述第二基板15的表面151之間的空氣排出。當所述溶劑被去除後，所述奈米碳管複合結構112與所述第二基板15的表面151的表面形成緊密的接觸。所述溶劑可為水、有機溶劑等。所述有機溶劑為揮發性有機溶劑，如乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷及氯仿。本實施例中，所述溶劑為乙醇，藉由將所述乙醇滴加於所述奈米碳管複合結構112的表面，然後自然風乾，使得所述奈米碳管複合結構112緊密貼附於所述第二基板15的表面151。
在所述步驟S304中，所述幹法蝕刻是指通入一氣體在電場作用下得到一等離子體，該等離子體可與被蝕刻物質發生反應而得到揮發性物質，比如：反應性離子蝕刻(RIE)、電感耦合等離子體蝕刻(ICPE)。本實施例中，藉由反應性離子蝕刻法蝕刻所述被暴露的第二基板15的表面151。具體的，藉由向一等離子體系統通入一氣體，所述氣體可以為氧氣、氯氣、氫氣、氯氣、氬氣、四氟化碳等。所述氣體不限於前述列舉氣體，只要該氣體可與第二基板15發生反應即可。優選的，採用氯氣和氬氣的反應性離子蝕刻法蝕刻所述第二基板15，其中，所述等離子體系統的功率是20瓦-70瓦，氯氣等離子體的通入速率為10標況毫升每分鐘(standard-state cubic centimeter per minute，sccm)，氬氣等離子體的通入速率為40sccm，形成的氣壓為2帕，蝕刻時間為10秒-400秒。藉由反應性離子蝕刻法蝕刻被暴露的第二基板15的部分表面，由於等離子體充分與第二基板15反應，故，該過程反應時間短，效率較高。
在蝕刻所述第二基板15的過程中，所述蝕刻氣體與被暴露的第二基板15的部分發生化學反應，而並不與所述奈米碳管複合結構112的預製層114發生化學反應或者與預製層114發生化學反應的速度和程度遠遠小於蝕刻氣體與第二基板15發生的化學反應。即，所述奈米碳管複合結構112起到掩模的作用。所述蝕刻氣體與第二基板15的材料以及預製層114的材料可參見下表1。 表1 蝕刻氣體與第二基板15的材料、預製層的材料的對應表 
在蝕刻的過程中，由於選擇的蝕刻氣體與預製層114不發生化學反應，而是與第二基板15發生化學反應，因而被暴露的第二基板15的表面會逐漸被蝕刻，而該第二基板15被所述奈米碳管複合結構112覆蓋的表面不會有變化。並且，由於所述奈米碳管複合結構112與所述第二基板15的表面緊密結合，因而該第二基板15被所述奈米碳管複合結構112覆蓋的表面所形成的圖形，與所述奈米碳管複合結構112懸空時向所述第二基板15的正向投影所形成的圖形一致。即最後得到的模板150中圖案化的第三凸起152的整體圖案與所述奈米碳管複合結構112的整體圖案基本相一致。
本實施例中，所述純奈米碳管結構111採用多層交叉的奈米碳管拉膜時，藉由改變相鄰的奈米碳管拉膜的交叉角度可以得到具有不同圖案的圖案化的第三凸起152。當採用正向交叉的奈米碳管拉膜作為奈米碳管結構時，得到的所述圖案化的第三凸起152包括複數個沿兩個垂直方向交叉排列的凸條。
所述圖案化的第三凸起152的凸條為類條狀或條狀結構。所述凸條的寬度為10奈米-300奈米。在垂直于奈米碳管的延伸方向上相鄰的兩個寬度之間的間距為20奈米-150奈米。所述圖案化的第三凸起152的凸條在垂直於所述第二基板15的表面的方向上的尺寸定義為凸條的高度。所述凸條的高度不限，可根據具體蝕刻的時間而定，可為50奈米-1000奈米。所述複數個凸條相互垂直交叉分佈呈一網狀結構。本實施例中，所述凸條的寬度為50奈米-100奈米，間距為10奈米-50奈米，高度為100奈米-500奈米。
可以理解，由於所述奈米碳管複合結構112中的奈米碳管包覆預製層114之後複合結構的直徑、間距均在奈米級範圍，是以，製備得到的圖案化的第三凸起152的凸條寬度和間距亦在奈米級範圍。所述第二基板15表面的圖案化的第三凸起152和複數個第三孔洞154均為奈米結構。所述第二基板15表面上相鄰凸條的間距和相鄰第三孔洞154的間距均為幾十奈米，是以，大大提高了所述第二基板15表面的奈米結構的密度。是以，亦提高了用模板150製備的柔性基底12表面的奈米結構的密度，從而提高了SERS增強因數，增強拉曼散射。例如，當圖案化的第一凸起122中相鄰凸塊的間距和相鄰第一孔洞124的間距均為20奈米，在1微米的寬度範圍內，所述凸塊和第一孔洞124的數量均為50。而現有技術中，微結構的製備通常採用光刻技術，由於受到解析度限制，凸起和凹陷的奈米結構尺度難以全部控制在幾十奈米範圍內。
在步驟S305中，去除奈米碳管結構110的方法不限，可為超聲法、撕除法、氧化法等。本實施例中，採用超聲法去除所述奈米碳管結構110。具體地，將帶有所述奈米碳管結構110的第二基板15置於一N-甲基吡咯烷酮的溶液中超聲數分鐘，由於N-甲基吡咯烷酮的極性較大，因而可容易將所述奈米碳管結構110與第二基板15分離。
藉由奈米壓印的方法將前述模板150上的圖形轉移到高分子層13遠離硬質基底11的表面，從而形成柔性基底12。具體地，對所述硬質基底11表面的高分子層13進行低溫烘烤，使所述高分子層13成半固體狀態；將所述模板150形成有奈米圖形的表面與所述高分子層13貼合，並在真空度為1×10-1
mbar-1×10-5
mbar，施加壓力為2磅/平方英尺-100磅/平方英尺（Psi）的壓印條件下，保持2分鐘-30分鐘，最後將所述模板150與高分子層13分離，從而該模板150表面的奈米圖形複製到所述高分子層13上。
在所述高分子層13上形成的奈米圖形包括複數個圖案化的第一凸起122，所述複數個圖案化的第一凸起122包括複數個間隔設置的凸塊，從而定義複數個第一孔洞124。所述複數個圖案化的第一凸起122的大小及形狀與所述模板150表面的複數個第三孔洞154相對應。在施加壓力的過程中，與所述模板150中複數個圖案化的第三凸起152對應位置處的高分子層13被所述模板150的複數個圖案化的第三凸起152壓縮而變薄，在高分子層13中形成所述第一孔洞124。所述第一孔洞124的寬度為20奈米-200奈米，所述圖案化的第一凸起122的凸塊的寬度為30奈米-300奈米。
在步驟S40中，去除所述模板150的方法不限，可以為機械直接移除法、腐蝕法等。
此外，還可以在去除模板150後，對所述高分子層13再進行120℃-180℃烘烤3-5分鐘，從而形成一具有柔性的完整的柔性基底12。
在步驟S50中，在所述圖案化的第一凸起122的表面沉積金屬層14的方法不限，可採用電子束蒸發、離子束濺射、原子層沉積、磁控濺射、蒸鍍、化學氣相沉積等方式。所述金屬層14沉積在每個凸塊的表面以及相鄰凸塊之間的第一基板120的表面。所述金屬層14的厚度為2奈米-200奈米，所述金屬層14的材料不限，可為金、銀、銅、鐵或鋁等金屬。本實施例中，在所述第一基板120表面垂直蒸鍍10奈米厚度的金金屬薄膜，從而將圖案化的第一凸起122全部覆蓋。所述金屬層14的厚度為2奈米～200奈米。本實施例中所述金屬層14的厚度為10奈米。
本發明提供的分子載體的製備方法具有以下優點：採用柔性基底製備得到的分子載體10可在不規則表面上進行分子檢測，並可在待測樣品16表面實現原位檢測；將金屬層14沉積在複數個凸塊形成的二維陣列結構上，從而在入射光的激發下，金屬表面等離子體可發生共振吸收，二維陣列結構中的凸塊可起到表面增強拉曼散射的作用，可提高SERS(Surface enhanced Raman scattering)增強因數，增強拉曼散射。而且，採用奈米碳管結構作為骨架，奈米碳管結構具有複數個微孔，因而得到的掩模層亦相應的具有複數個微孔，該方法可輕易的實現圖案化的掩模層。該製備方法簡單、效率高，且易於產業化。
參見圖11，本發明第一實施例提供的製備所述分子載體10的另一種方法。所述另一種方法與前述方法的區別在於所述高分子層13是在壓印的過程中形成。具體地，包括以下步驟： S10’，提供一模板150； S20’，在所述模板150具有奈米圖形的表面設置一引發劑層131； S30’，提供一聚合物單體溶液132，將所述模板150具有引發劑層131的表面浸入到所述聚合物單體溶液132中，所述聚合物單體溶液132聚合，在所述模板150具有奈米圖形的一側形成一具有奈米圖形的高分子層13； S40’，去除所述模板150得到柔性基底12； S50’，在柔性基底12具有奈米圖形的表面設置一金屬層14。
該方法是在模板150具有奈米圖形的表面發生聚合反應生成高分子層13，如是可以保證將模板150上的奈米圖形完全複製到所述高分子層13中。
此外，製備如圖1（A）所示的分子載體10的方法與製備圖1（B）所示的分子載體10的方法方法基本相同，其區別在於所述模板150不同。製備所述模板150時，在步驟S303中，將奈米碳管結構110設置於所述第二基板15的表面後進一步設置一掩模層，然後去除所述奈米碳管結構110得到圖案化的掩模，然後蝕刻所述第二基板15得到所述模板150。所述掩膜層由絕緣材料製成，優選地，所述絕緣材料包括二氧化矽、氧化鉿、氧化鋁或其他氧化物。
請一併參見圖2（B）和圖12，本發明第一實施例進一步提供一種應用所述分子載體10的檢測方法，所述檢測方法主要包括以下步驟： 步驟S11，提供一待測樣品16，該待測樣品16的表面分佈有待測物分子17； 步驟S12，提供前述分子載體10； 步驟S13，將所述金屬層14遠離所述柔性基底12的表面貼合於該待測樣品16的表面，使得所述待測物分子17形成于所述金屬層14的表面； 步驟S14，採用檢測器對該金屬層14表面的待測物分子17進行檢測。
在步驟S11中，該待測樣品16的表面可為任意表面，具體地，該待測樣品16的表面可為平面、曲面或其它不規則表面，如蘋果、番茄的表面。所述待測物分子17可以為結晶紫(crystal violet，CV)，4-氨基苯硫酚(4-ATP)，1,2-二(4-吡啶基)乙烯（trans-1,2-bis(4-pyridyl)ethylene，BPE），農藥殘留（如亞胺硫磷，福美雙，甲基對硫磷）等。本實施例中，該待測物分子為CV溶液濃度在10-6
M-10-8
M範圍內。
在步驟S12中，由於所述分子載體10包括一柔性基底12，該分子載體10可直接貼附於待測樣品16的表面，並可與該待測樣品16表面的曲度保持一致。具體地，該金屬層14直接與待測樣品16的表面直接接觸，進而，位於待測樣品16表面的待測物分子17可相應粘附於所述金屬層14上。進一步，在將該金屬層14貼附於該待測樣品16的表面之前，還可在該待測樣品16的表面滴加適量溶劑，使得待測物分子17溶于溶劑中，再將所述金屬層14貼附至滴有溶劑的待測樣品16的表面。由於待測物分子17溶于溶劑中，流動性提高，可更容易附著於所述金屬層14的表面。同時，滴在待測樣品16表面的溶劑還可以排除待測樣品16表面與所述金屬層之間的空氣，使所述金屬層14更好的粘附在待測樣品16的表面上。其中，所述溶劑可為水、乙醇、丙醇等，所述溶劑可採用針管滴幾滴至待測樣品16表面，具體地，溶劑在該待測樣品16表面鋪展的面積等於或略大於所述金屬層14的面積即可。
在步驟S14中，採用檢測器如拉曼光譜儀可直接對該金屬層14表面的待測物分子17進行原位檢測，無需將所述分子載體10從待測樣品16的表面取下。設定所述金屬層14遠離柔性基底12的表面為所述分子載體10的正面，所述柔性基底12遠離金屬層14的表面為所述分子載體10的反面。在檢測過程中，由於金屬層14直接貼附於所述待測樣品16的表面，檢測器發出的鐳射可直接從所述柔性基底12遠離金屬層14的表面進行照射，亦就是說，檢測器可從所述分子載體10的反面入射進行檢測。請一併參閱圖13-圖14，圖13和圖14分別為拉曼光譜儀原位檢測番茄表面的CV分子的檢測的照片及檢測結果圖譜。其中，鐳射波長633nm，鐳射功率0.1mW，曝光時間30s。
另外，檢測器亦可直接從所述分子載體10的正面入射進行檢測。具體地，在將金屬層14貼附於待測樣品16表面後，採用該分子載體10對待測樣品16的表面進行擦拭，使得待測樣品16表面的待測物分子17部分轉移至所述金屬層14的表面，然後再將該分子載體10取下。這時，所述檢測器可直接入射至所述金屬層14的表面進行檢測。請參閱圖15，圖15為採用分子載體擦拭蘋果表面後，檢測該分子載體10上4-氨基苯硫酚(4-ATP)的檢測結果圖譜。其中，鐳射波長633nm，鐳射功率0.1mW，曝光時間5s。
本發明提供的單分子檢測方法，具有以下優點：由於金屬層14設置於圖案化的第一凸起122的表面，且圖案化的第一凸起122包括複數個間隔設置的凸塊，是以，在入射光的激發下，金屬表面產生局域表面等離激元共振，圖案化的第一凸起122能夠彙聚電磁場，形成“場熱點”，，可提高SERS增強因數，增強拉曼散射。由於所述分子載體10具有良好的柔韌性，可以彎曲，該分子載體10可在不規則表面上進行分子檢測，並可在待測樣品16表面實現原位檢測，方法簡單、快速。
參見圖16，本發明第二實施例提供一種分子載體20，其包括一柔性基底12以及設置於該柔性基底12表面的奈米碳管結構110和金屬層14。其中，所述柔性基底12包括一第一基板120以及複數個設置於該第一基板120表面上的圖案化的第一凸起122。所述複數個圖案化的第一凸起122與所述第一基板120為一體結構。所述圖案化的第一凸起122包括複數個凸塊，從而定義複數個第一孔洞124。所述金屬層14設置於所述柔性基底12具有圖案化的第一凸起122的表面。所述奈米碳管結構110設置於所述第一孔洞124的底面和該金屬層14之間。
本發明第二實施例提供的分子載體20與本發明第一實施例提供的分子載體10基本相同，其區別在於本發明第二實施例中，進一步包括一奈米碳管結構110設置於所述第一孔洞124的底面和所述金屬層14之間。所述奈米碳管結構110可以為純奈米碳管結構111亦可以為奈米碳管複合結構112。本發明第二實施例中所述奈米碳管結構110為純奈米碳管結構111。
具體地，所述奈米碳管結構110中的奈米碳管，部分嵌入所述柔性基底12，部分嵌入所述金屬層14。所述金屬層14位於所述第一孔洞124底面的部分在對應所述奈米碳管結構110的位置形成圖案化的第二凸起。
請參閱圖17，本發明第二實施例提供一種製備前述分子載體20的方法，其包括以下步驟： S10A，提供一硬質基底11； S20A，在所述硬質基底11的表面設置一高分子層13，對所述高分子層13進行烘烤，使所述高分子層13成半固體狀態； S30A，提供一模板150，所述模板150的表面具有圖案化的第三凸起152，從而定義複數個第三孔洞154；所述圖案化的第三凸起152的頂面進一步設置一奈米碳管結構110；將模板150具有奈米圖形的一側與所述高分子層13貼合，將模板150上的奈米圖形轉移到所述高分子層13的表面，從而在所述高分子層13的表面形成圖案化的第一凸起122； S40A，去除所述模板150得到所述柔性基底12，並將所述奈米碳管結構110保留在所述柔性基底12的表面； S50A，在所述柔性基底12具有奈米圖形的表面設置一金屬層14。
本發明第二實施例製備前述分子載體20的方法與本發明第一實施例製備分子載體10的方法相同，其區別在於所述模板150中圖案化的第三凸起152的頂面進一步包括一奈米碳管結構110。具體地，採用圖4的方法製備的圖案化的模板150時，蝕刻完成後不去除所述奈米碳管結構110。
本實施例中，所述奈米碳管結構110為純奈米碳管結構111，所述純奈米碳管結構111包括至少一奈米碳管膜。所述奈米碳管膜包括複數個有序排列的多壁奈米碳管。在蝕刻模板150的過程中，所述多壁奈米碳管同時被蝕刻，藉由控制蝕刻時間使得蝕刻完成後在所述模板150的圖案化的第三凸起152的頂面仍然存在多壁奈米碳管，所述多壁奈米碳管的直徑小於所述圖案化的第三凸起152中凸條的寬度。
由於高分子層13為半固體狀態，且高分子層13有一定的粘度。是以，將模板150擠壓所述半固體狀態的高分子層13的過程中，所述高分子層13與奈米碳管結構110之間的結合力大於奈米碳管結構110與所述模板150之間的結合力，進而可使所述模板150上的奈米碳管結構110轉移到高分子層13的表面。又由於在提拉所述模板150的過程中，所述奈米碳管結構110和所述模板150之間的結合力會使所述奈米碳管結構110在徑向上的一部分暴露並突出所述高分子層13的表面，是以所述奈米碳管結構110部分嵌入所述柔性基底12，部分嵌入所述金屬層14。
此外，除了用多壁奈米碳管外，還可以選擇複數個扭轉奈米碳管絞線組成的交叉網路結構作掩模，所述扭轉奈米碳管線的直徑可以根據需要進行選擇，只要能夠保證奈米碳管在蝕刻過程中同樣被蝕刻，但又不能完全蝕刻掉。
本發明第二實施例提供的分子載體20具有以下優點：首先，由於所述奈米碳管結構110設置於所述第一孔洞124的底面與所述金屬層14之間，該奈米碳管結構110在所述第一孔洞124的底面進一步形成圖案化的第二凸起。是以，所述奈米碳管結構110中的奈米碳管可以增加所述第一孔洞124底面的不平整度，從而進一步提高SERS增強因數，增強拉曼散射。其次，由於奈米碳管結構110與柔性基底12之間的結合力以及奈米碳管結構110與金屬層14之間的結合力，大於所述柔性基底12和金屬層14之間的結合力。是以奈米碳管結構110可以起到增加金屬層14和柔性基底12的結合力的作用。而且，由於所述奈米碳管結構110保留在所述模板150圖案化的第三凸起152的頂面，是以，減少了製備工藝中去除所述奈米碳管結構110的步驟，既簡化工藝，降低成本，又減少了去除所述奈米碳管結構110對第二基板15帶來的污染。
參見圖18，本發明第三實施例提供一種分子載體30，其包括一柔性基底12以及設置於該柔性基底12表面的金屬層14。其中，所述柔性基底12包括一第一基板120以及複數個設置於該第一基板120表面上的圖案化的第一凸起122。所述複數個圖案化的第一凸起122與所述第一基板120為一體結構。所述圖案化的第一凸起122包括複數個凸塊，從而定義複數個第一孔洞124。所述複數個第一孔洞124的底面進一步包括一第二孔洞126。所述金屬層14設置於所述柔性基底12具有圖案化的第一凸起122的表面。
本發明第三實施例提供的分子載體30與本發明第一實施例提供的分子載體10基本相同，其區別在於本發明第三實施例中，所述第一孔洞124的底面進一步包括一第二孔洞126。
本發明第三實施例製備前述分子載體30的方法與本發明第二實施例製備分子載體20的方法基本相同，其區別本發明第三實施例中，去除模板150後，進一步去除所述奈米碳管結構110，再沉積金屬層14。
所述去除奈米碳管結構110的方法不限，可為超聲法、撕除法、氧化法等。
參見圖19，本發明第四實施例提供一種分子載體40，其包括一柔性基底12以及設置於該柔性基底12表面的奈米碳管結構110和金屬層14。其中，所述柔性基底12包括一第一基板120以及複數個設置於該第一基板120表面上的圖案化的第一凸起122。所述複數個圖案化的第一凸起122與所述第一基板120為一體結構。所述圖案化的第一凸起122包括複數個凸塊，從而定義複數個第一孔洞124。所述金屬層14設置於所述柔性基底12具有圖案化的第一凸起122的表面。所述奈米碳管結構110設置於所述柔性基底12和該金屬層14之間。
本發明第四實施例所提供的分子載體40與本發明第二實施例提供的分子載體10基本相同，其區別在於本發明第四實施例中，進一步包括一奈米碳管結構設置於所述圖案化的第一凸起122的凸塊的頂面和側面與金屬層14之間。
本發明第四實施例提供的製備前述分子載體40的方法與本發明第一實施例提供的製備分子載體10的方法基本相同，其區別在於，進一步包括在所述模板150的具有奈米圖形的表面設置一奈米碳管結構110的步驟，然後再進行壓印。具體地，參見圖20所示的製備步驟： S10B，在一硬質基底11的表面設置一高分子層13，對所述高分子層13進行烘烤，使所述高分子層13成半固體狀態； S20B，提供一模板150，所述模板150的表面具有圖案化的第三凸起152，從而定義複數個第三孔洞154；在所述模板具有圖案化的第三凸起152的表面設置一奈米碳管結構110； S30B，將模板150具有奈米圖形的一側與所述高分子層13貼合，將模板150上的奈米圖形轉移到所述高分子層13的表面，從而在所述高分子層13的表面形成圖案化的第一凸起122； S40B，去除所述模板150得到所述柔性基底12，並將所述奈米碳管結構110保留在所述柔性基底12的表面； S50B，在所述柔性基底12具有奈米圖形的表面設置一金屬層14。
在步驟S30B中，將所述奈米碳管結構110設置於所述模板150表面的方法不限，可以藉由粘結劑或溶劑，亦可以使用夾子將奈米碳管結構110固定於所述模板150上。本實施例中，用溶劑對所述奈米碳管結構110進行處理，使所述奈米碳管結構110貼附在所述模板150的表面。當向所述奈米碳管結構110的表面滴加溶劑，所述溶劑會浸潤所述奈米碳管結構110，軟化所述奈米碳管結構110，並將所述奈米碳管結構110與所述模板150的表面之間的空氣排出。當所述溶劑被去除後，所述奈米碳管結構110與所述模板150的表面形成緊密的接觸。所述溶劑可為水、有機溶劑等。所述有機溶劑為揮發性有機溶劑，如乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷及氯仿。本實施例中，所述溶劑為乙醇，藉由將所述乙醇滴加於所述奈米碳管結構110的表面，然後自然風乾，使得所述奈米碳管結構110緊密貼附於所述模板150的表面。在步驟S30B中，可選擇地，亦可以將所述奈米碳管結構110設置於所述高分子層13的表面，再將所述模板150具有奈米圖形的一側擠壓所述高分子層13。
本發明第四實施例提供的分子載體40，由於奈米碳管結構110增加了所述分子載體10圖案化的第一凸起122的頂面和側面以及第一孔洞124的底面的不平整度，是以可進一步提高SERS增強因數，增強拉曼散射。
參見圖21，本發明第五實施例提供一種分子載體50，其包括一柔性基底12以及設置於該柔性基底12表面的金屬層14。其中，所述柔性基底12包括一第一基板120以及複數個設置於該第一基板120表面上的圖案化的第一凸起122。所述複數個圖案化的第一凸起122與所述第一基板120為一體結構。所述圖案化的第一凸起122包括複數個凸塊，從而定義複數個第一孔洞124。所述圖案化的第一凸起122的頂面和側面以及第一孔洞124的底面進一步包括一第二孔洞126。所述金屬層14設置於所述柔性基底12具有圖案化的第一凸起122的表面。
本發明第五實施例提供的分子載體50與本發明第一實施例提供的分子載體10基本相同，其區別在於本發明第五實施例所述分子載體10中，所述圖案化的第一凸起122的頂面和側面以及第一孔洞124的底面進一步包括一第二孔洞126。
本發明第五實施例製備前述分子載體50的方法與本發明第三實施例製備分子載體30的方法基本相同，其區別在於本發明第五實施例中，在於去除模板150後，進一步去除所述奈米碳管結構110，再沉積金屬層14。
本發明中提供的分子載體具有以下優點，第一，由於分子載體中所用基底為柔性基底，該柔性基底可以彎曲，是以可以將其貼合在不規則物體的表面進行測量；第二，所述柔性基底為透明材料，光透過率高，是以可以將光直接照射到分子載體遠離金屬層的一側，再進行檢測。以上能夠實現即時、原位測量。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡習知本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
10，20，30，40，50‧‧‧分子載體
12‧‧‧柔性基底
120‧‧‧第一基板
122‧‧‧圖案化的第一凸起
124‧‧‧第一孔洞
126‧‧‧第二孔洞
14‧‧‧金屬層
11‧‧‧硬質基底
13‧‧‧高分子層
131‧‧‧引發劑層
132‧‧‧聚合物單體溶液
150‧‧‧模板
15‧‧‧第二基板
151‧‧‧表面
152‧‧‧圖案化的第三凸起
154‧‧‧第三孔洞
110‧‧‧奈米碳管結構
111‧‧‧純奈米碳管結構
112‧‧‧奈米碳管複合結構
114‧‧‧預製層
116‧‧‧微孔
16‧‧‧待測樣品
17‧‧‧待測物分子
圖1為本發明第一實施例提供的分子載體的結構示意圖。
圖2為圖1的分子載體沿II-II方向的剖視圖。
圖3為本發明第一實施例提供的分子載體的製備方法流程圖。
圖4為本發明第一實施例提供的模板的製備方法流程圖。
圖5為圖4的奈米碳管複合結構的沿線IV-IV的截面圖。
圖6為本發明第一實施例採用的奈米碳管拉膜的掃描電鏡照片。
圖7為本發明第一實施例採用的非扭轉的奈米碳管線的掃描電鏡照片。
圖8為本發明第一實施例採用的扭轉的奈米碳管線的掃描電鏡照片。
圖9為本發明第一實施例提供的奈米碳管複合結構的掃描電鏡照片。
圖10為本發明第一實施例提供的奈米碳管複合結構的包覆三氧化二鋁層的單根奈米碳管的掃描電鏡照片。
圖11為本發明第一實施例提供的分子載體的另一種製備方法流程圖。
圖12為本發明第一實施例提供的單分子檢測方法的流程圖。
圖13為拉曼光譜儀原位檢測番茄表面的CV分子的檢測的照片。
圖14為拉曼光譜儀原位檢測番茄表面的CV分子的光譜檢測結果。
圖15為採用分子載體擦拭蘋果表面後，分子載體上4-ATP分子的拉曼光譜檢測結果。
圖16為本發明第二實施例提供的分子載體的結構示意圖。
圖17為本發明第二實施例提供的分子載體的製備方法流程圖。
圖18為本發明第三實施例提供的分子載體的結構示意圖。
圖19為本發明第四實施例提供的分子載體的結構示意圖。
圖20為本發明第四實施例提供的分子載體的製備方法流程圖。
圖21為本發明第五實施例提供的分子載體的結構示意圖。
無
10‧‧‧分子載體
12‧‧‧柔性基底
14‧‧‧金屬層
16‧‧‧待測樣品
17‧‧‧待測物分子
Claims (8)
- 一種分子檢測的方法，其改良在於，包括以下步驟：提供一待測樣品，該待測樣品的表面分佈有待測物分子；提供一分子載體，該分子載體包括一柔性基底，所述柔性基底包括一第一基板以及複數個設置於該第一基板表面上的圖案化的第一凸起；所述複數個圖案化的第一凸起與所述第一基板為一體結構；所述圖案化的第一凸起包括複數個凸條或凸塊，從而定義複數個第一孔洞；以及一設置於該柔性基底上的金屬層，所述金屬層設置於柔性基底具圖案化的第一凸起的表面；進一步包括一奈米碳管結構設置於所述柔性基底和所述金屬層之間，所述奈米碳管結構設置於所述複數個凸條或凸塊的頂面和側面以及複數個第一孔洞的底面上；將所述金屬層遠離所述柔性基底的表面貼合於該待測樣品的表面，使得所述待測物分子形成于所述金屬層的表面；以及採用檢測器對該金屬層表面的待測物分子進行檢測。
- 如請求項1所述的分子檢測的方法，其中，所述圖案化的第一凸起包括複數個凸條，且該複數個凸條交叉設置形成網路結構。
- 如請求項1所述的分子檢測的方法，其中，所述圖案化的第一凸起包括複數個凸塊，且該複數個凸塊成陣列排列。
- 如請求項1所述的分子檢測的方法，其中，所述奈米碳管結構包括至少一奈米碳管膜、至少一奈米碳管線或其組合。
- 如請求項1所述的分子檢測的方法，其中，所述將所述金屬層遠離所述柔性基底的表面貼合於該待測樣品的表面之前進一步包括在所述待測樣品的表面滴加溶劑，使待測樣品中的待測物分子溶解的步驟。
- 如請求項1所述的分子檢測的方法，其中，所述將所述金屬層遠離所述柔性基底的表面貼合於該待測樣品的表面後，採用檢測器對該金屬層表面的待測物分子進行檢測的同時，保持將所述金屬層遠離所述柔性基底的表面貼合於該待測樣品的表面；所述採用檢測器對該金屬層表面的待測物分子進行檢測的方法為將所述檢測器發出的鐳射從所述柔性基底遠離金屬層的一側入射。
- 如請求項1所述的分子檢測的方法，其中，所述將所述金屬層遠離所述柔性基底的表面貼合於該待測樣品的表面後，進一步包括採用所述分子載體具有金屬層的一側擦拭待測樣品；採用檢測器對該金屬層表面的待測物分子進行檢測時，將所述分子載體與所述待測樣品分離；所述採用檢測器對該金屬層表面的待測物分子進行檢測的方法為將所述檢測器發出的鐳射從所述金屬層遠離柔性基底的一側入射。
- 一種分子檢測的方法，其改良在於，包括以下步驟：提供一待測樣品，該待測樣品的表面分佈有待測物分子；提供一分子載體，該分子載體包括一柔性基底，所述柔性基底包括一第一基板以及複數個設置於該第一基板表面上的圖案化 的第一凸起；所述複數個圖案化的第一凸起與所述第一基板為一體結構；所述圖案化的第一凸起包括複數個凸條或凸塊，從而定義複數個第一孔洞；以及一設置於該柔性基底上的金屬層，所述金屬層設置於柔性基底具圖案化的第一凸起的表面；所述複數個凸條或凸塊的頂面和側面以及複數個第一孔洞的底面上進一步包括複數個第二孔洞；將所述金屬層遠離所述柔性基底的表面貼合於該待測樣品的表面，使得所述待測物分子形成于所述金屬層的表面；以及採用檢測器對該金屬層表面的待測物分子進行檢測。
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| TWI490474B (zh) * | 2012-01-12 | 2015-07-01 | Phansco Corp | 表面增強拉曼光譜（ｓｅｒｓ）感測基板及其製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| CN104498881B (zh) * | 2014-12-09 | 2017-05-31 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 银纳米颗粒修饰的聚丙烯腈纳米结构阵列柔性衬底的制备方法 |
| CN104502323A (zh) * | 2014-12-22 | 2015-04-08 | 安徽师范大学 | 一种透明柔性表面增强拉曼活性基底及其制备方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| TWI490474B (zh) * | 2012-01-12 | 2015-07-01 | Phansco Corp | 表面增強拉曼光譜（ｓｅｒｓ）感測基板及其製造方法 |
| TW201534893A (zh) * | 2014-01-23 | 2015-09-16 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | 拉曼檢測系統 |
| CN205898686U (zh) * | 2016-07-01 | 2017-01-18 | 清华大学 | 一种用于单分子检测的分子载体 |
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| "Carbon nanostructures: novel components for SERS substrates", Page 1~40, 2014, "https://ria.ua.pt/bitstream/10773/14134/1/nanocomp%C3%B3sitos%20como%20substratos%20para%20biodete%C3%A7%C3%A3o%20utilizando%20SERS.pdf" |
| "Carbon nanostructures: novel components for SERS substrates", Page 1~40, 2014, "https://ria.ua.pt/bitstream/10773/14134/1/nanocomp%C3%B3sitos%20como%20substratos%20para%20biodete%C3%A7%C3%A3o%20utilizando%20SERS.pdf" 「工業材料雜誌261期」(刊登日期:2008/9/11)-表面增強拉曼散射光譜的發展與應用 * |
| 「工業材料雜誌261期」(刊登日期:2008/9/11)-表面增強拉曼散射光譜的發展與應用 |
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