CN111919098A - 发光增强*** - Google Patents

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A·罗卡斯
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Abstract

发光增强***可以包括：发光增强传感器，其具有基底和一组纳米指件，所述一组纳米指件具有多个单独纳米指件，这些单独纳米指件可以是柔性的并且包括附接到基底的支撑端、相对于基底远侧定位的远侧前端、以及位于支撑端和远侧前端之间的中间部分。可以将导电连续的金属或金属合金的涂层施加到基底以及远侧前端。中间部分可以没有涂层或者在中间部分处的涂层是导电不连续的。可以存在液体喷射器并且该液体喷射器可以包括喷射喷嘴以喷射体积为2pL至10μL的液滴。所述一组纳米指件和喷射喷嘴可以是能够相对于彼此定位的以使液滴沉积在所述一组纳米指件上。

Description

发光增强***
背景技术
发光检测***可以测量局部化的表面等离激元共振、光子散射等。例如，当基底的表面上的电子响应于特定波长的光而振荡时，会发生共振，该基底在某些情境下可以被称为传感器。在聚合物和材料科学、生物化学、生物传感、催化、电化学等领域中，发光检测***通常可用于确定分子的化学身份和/或结构信息。更特别地，这些类型的***可以用于检测生物样本、疾病和***中的分子，以及用于确定分子中的原子物理排列。
附图说明
应当理解，本文的附图表示本文呈现的示例，并且不应被认为是特别地进行限制。此外，附图不一定按比例绘制，而是表示示例。
图1A示意性地描绘了根据本文的示例的发光增强***的示例；
图1B示意性地描绘了根据本文的示例的发光增强***的示例；
图2A示意性地描绘了根据本文的示例的具有成组布置的柔性纳米指件(nanofingers)的基底的俯视图；
图2B示意性地描绘了根据本文的示例的具有成组布置的柔性纳米指件的基底的俯视图；
图2C示意性地描绘了根据本文的示例的具有成组布置的柔性纳米指件的基底的俯视图；
图3示意性地描绘了根据本文的示例的具有成组布置的多组柔性纳米指件的基底的俯视图；
图4示意性地描绘了根据本文的示例的发光增强***的示例，该***分配位于纳米指件的远侧前端上而未到达基底的小液滴；
图5示意性地描绘了根据本文的示例的发光增强***的示例，该示例示出了液滴的定时喷射的示例。
图6示意性地描绘了根据本文的示例的发光增强***的示例，该示例示出了液滴的替代性定时喷射的示例。
图7示意性地描绘了根据本文的示例的发光增强***的示例；
图8示意性地描绘了根据本文的示例的发光增强***的示例；以及
图9示意性地描绘了根据本文的示例的感测分析物的方法的示例。
具体实施方式
用于分析物检测和/或分子排列检测的发光传感器可以通过如下操作来制备：将传感器浸入含有目标化合物的溶液中以将溶液吸收到传感器表面上，并且在许多情况下清洗传感器以除去松散结合的分子和/或防止在传感器上形成浓度梯度，通常随后将传感器干燥。该过程可能是耗时的，并且在某些情况下，可以添加额外的清洗和干燥步骤以改善传感器特性，例如，以控制纳米指件封闭(closing)或用于其他方法。例如，为了增强传感器的灵敏度，例如为了用于包含低浓度目标化合物或分析物的液体，例如有时甚至是为了用于单分子检测，在实践中更精确被控制的、可预测的和/或均匀的纳米指件封闭方法可能是有用的。因此，本文描述的发光增强***可以允许更不繁琐且更不耗时地制备发光增强传感器，并且当与本文描述的***一起使用时，这种发光增强传感器可以表现出好的灵敏度。
据此，发光增强***可以包括发光增强传感器，该发光增强传感器包括基底、一组纳米指件以及施加至其上的金属或金属合金的涂层。该组纳米指件可以包括多个单独纳米指件(在组内)，这些单独纳米指件可以是柔性的并且包括附接到基底的支撑端、相对于基底远侧定位的远侧前端以及位于支撑端和远侧前端之间的中间部分。更特别地，该涂层可以以导电连续的方式施加到基底和远侧前端，例如，关于导电性的连续涂层或有效连续的涂层。另一方面，(纳米指件的)中间部分可以没有涂层或者在中间部分处的涂层可以是导电不连续的，例如，中间部分是不导电的。该***还可以包括液体喷射器，该液体喷射器包括喷射喷嘴，以从该喷射喷嘴以体积为2pL至10μL的液滴的形式喷射液体。该组纳米指件和喷射喷嘴可以是能够相对于彼此定位的，以用于使液滴沉积在该组纳米指件上。在一个示例中，该组纳米指件内的多个单独纳米指件在支撑端处间隔20nm至500nm，平均长度为0.05μm至2μm，并且在支撑端处的平均横截面宽度为50nm到500nm。在另一个示例中，液体喷射器可以进一步包括装载在其中的液体。因此，液体和柔性纳米指件可以配对，使得由液体喷射器喷射到该组纳米指件上的液滴产生力，以使该组纳米指件中相邻单独纳米指件在其相应的远侧前端处汇聚，但在相邻的远侧前端之间仍然留有间隙。在特定示例中，液体可以具有表面张力，并且能够以相对于该组纳米指件中的多个单独纳米指件之间的间隔的液滴体积从液体喷射器喷射，使得该组纳米指件中的多个单独纳米指件在其相应远侧前端处通过液滴接触，而不会弄湿纳米指件的支撑端。在另一个示例中，液滴可以润湿远侧前端和基底。液体喷射器可以是可调节的，以便相对于液体从液体液滴的蒸发速率而将液滴定时喷射到该组纳米指件上。在一个示例中，发光增强***可以包括第二液体喷射器，该第二液体喷射器包括第二喷射喷嘴，以从该第二喷射喷嘴以体积为2pL至10μL的第二液滴的形式喷射第二液体。在此示例中，液体喷射器可以包括装载在其中的液体，并且第二液体喷射器可以包括装载在其中的第二液体。液体可以包括待经由液滴装载到该组纳米指件上的分析物，并且第二液体可以使该组纳米指件中相邻的单独纳米指件在液滴接触或蒸发时在其相应的远侧前端处汇聚，但在相邻的远侧前端之间仍然留有间隙。在另一个示例中，发光增强***可以包括支撑发光增强传感器以使该组纳米指件与喷射喷嘴对准的可移动台、光学检测器(可以存在用于检测散射、共振等)、或者它们的组合。该***还可以包括周期性间隔开的多组纳米指件，其中相邻组的纳米指件间隔开0.5μm至5μm。例如，可以存在可以彼此独立地用于检测的多组纳米指件，或者多组可以呈小的分组，例如，2组、3组、10组、50组等，或者可以将全部组评估为组域。
在另一个示例中，发光增强***可以包括发光增强传感器、液体喷射器、辐射源和光学检测器。发光增强传感器可以包括基底、一组纳米指件以及施加到其上的金属或金属合金的涂层。该组纳米指件可以包括多个单独纳米指件(位于该组内)，这些单独纳米指件可以是柔性的并且包括附接到基底的支撑端、相对于基底远侧定位的远侧前端以及位于支撑端和远侧前端之间的中间部分。更特别地，该涂层可以以导电连续的方式施加到基底和远侧前端，例如，关于导电性的连续涂层或有效连续的涂层。另一方面，(纳米指件的)中间部分可以没有涂层或者在中间部分的涂层可以是导电不连续的，例如，中间部分是不导电的。该***还可以包括液体喷射器，该液体喷射器包括喷射喷嘴，以从该喷射喷嘴以体积为2pL至10μL的液滴的形式喷射液体。该组纳米指件和喷射喷嘴可以是能够相对于彼此定位的，以用于使液滴沉积在该组纳米指件上。例如，喷射喷嘴可沿托架线性移动，或在平面2D空间或3D空间中移动，以相对于目标组的纳米指件而定位喷射喷嘴自身。发光增强传感器可以位于可在平面2D空间或3D空间中侧向移动的平台上，以相对于喷射喷嘴定位发光增强传感器自身。在另一个示例中，喷射喷嘴和传感器两者都可以是可移动的以进行对准，以将液滴从喷嘴沉积到一组纳米指件或甚至单个纳米指件上。电磁辐射源可以向该组纳米指件发射电磁辐射，并且光学检测器可以检测从通过将液滴施加到该组纳米指件上而产生的增强发光区域所发射的发光。(从增强发光区域)发射的发光可以响应于与电磁辐射的相互作用。再次，可以存在多于一组纳米指件。在一个示例中，发光增强***是表面增强拉曼光谱(SERS)***或表面增强荧光(SEF)***。
在另一个示例中，感测分析物的方法可以包括将具有分析物的液体的液滴从喷射喷嘴喷射到发光增强传感器上，该发光增强传感器包括附接到基底的一组纳米指件。多个单独纳米指件可以是柔性的并且包括附接到基底的支撑端、相对于基底远侧定位的远侧前端以及位于支撑端与远侧前端之间的中间部分。发光增强传感器可以包括金属或金属合金的涂层，所述涂层被施加到基底以及远侧前端并且是导电连续的，并且中间部分可以没有涂层或者在中间部分的涂层是导电不连续的。额外的步骤可以包括使该组纳米指件中的多个单独纳米指件汇聚以形成增强发光区域(或“热点”)，其中可以将多个单独纳米指件的相应远侧前端汇聚，同时在相应远侧前端之间仍然留有小间隙；以及光学检测从位于增强发光区域的分析物发出的信号。例如，这可以提供用于检测分析物的信息。在一个示例中，汇聚可以包括从第二喷射喷嘴将第二液体的第二液滴喷射到该组纳米指件上。在另一示例中，汇聚可以是由于毛细管力而导致发生的，所述毛细管力可以是由从与所述一组纳米指件的接触的液滴蒸发所引起的，并且分析物可以从所述液体沉积在所述增强发光区域处。
要指出的是，当讨论各种***和方法时，这些讨论中的每一个都可以被认为适用于其他示例，而无论它们是否在该示例的上下文中被明确地讨论。因此，例如，在讨论与发光增强***有关的发光增强传感器时，这种讨论也与其他类型的***的上下文以及使用发光增强传感器感测分析物的方法有关并得到直接支持，且反之亦然。
如所提及的，本示例涉及发光增强***以及感测分析物的方法。本文的发光增强***和方法可以用于测量表面增强发光。如本文所使用的，当提及“表面增强的”发光时，示例可以包括表面增强的拉曼发射、表面增强的荧光、瑞利发射(rayliegh emissions)等。例如，表面增强的拉曼光谱(SERS)和表面增强的荧光包括使用粗糙的金属或金属化表面，并且根据本公开，该粗糙表面包括具有柔性纳米指件的金属化基底，这些柔性纳米指件具有金属化前端。这些特定的结构在本文中可以称为发光增强“传感器”。
转向***本身，如图1A和图1B所示，***100可以包括发光增强传感器102和液体喷射器110。发光增强传感器可以包括基底104和柔性纳米指件106，这些柔性纳米指件106以组(或如图1B所示的多个组)进行布置。单独纳米指件可以包括附接到基底的支撑端118A、远侧前端118B以及位于支撑端118A和远侧前端118B之间的中间部分118C。导电金属或金属合金可以涂覆基底108B以及纳米指件的远侧前端108A，并且中间部分可以保持未涂覆或可以不连续涂覆，使得涂层沿着纳米指件的该部分不导电(例如，足够不连续以相对于基底和远侧前端涂层而有效地在功能上不导电)。液体喷射器110可以包括喷射喷嘴112以用于将液体作为液滴喷射到发光增强传感器、多个单独组的纳米指件、多个纳米指件组或纳米指件组的分组上，或者喷射到纳米指件的前端而不湿润基底等。
发光增强传感器可以包括基底。在一个示例中，基底可以是尺寸处于10μm2至25mm2的范围中的平坦平面表面，但是也可以是非均匀的或具有不同于平面的构造。在一些示例中，基底可以呈片、晶片、膜或网的形式。基底可以是刚性的或柔性的，并且可以由选自硅、玻璃、石英、氮化硅、蓝宝石、氧化铝、金刚石、类金刚石碳、聚合物、金属、金属合金或其组合的材料形成。在一个示例中，基底可由聚合物形成，诸如聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯或其组合。基底可以是刚性的或柔性的。
发光增强传感器可以进一步包括从基底垂直延伸的多个柔性纳米指件。纳米指件可以是柱体结构，该柱体结构可以包括附接到基底的支撑端以及远侧前端。单独纳米指件的形状可以变化。例如，单独纳米指件可以呈圆柱、圆锥、棱锥、棒、或杆等形状。在一个示例中，单独纳米指件从基底端到远侧前端的长度可以在0.05μm至2μm的范围中。在其他示例中，该长度可以在0.05μm至0.9μm、0.25μm至2μm、0.50μm至1μm，或0.75μm至1.5μm的范围中。在一些示例中，纳米指件的横截面宽度可以逐渐变窄，其中支撑端处的圆周比远侧前端处的圆周更宽。在其他示例中，单独纳米指件的横截面宽度可以沿着纳米指件的长度基本一致。在一些示例中，横截面宽度可以在50nm至500nm的范围中。在其他示例中，横截面宽度可以在100nm至500nm、100nm至300nm，50nm至250nm，或75nm至450nm的范围中。在一些示例中，横截面宽度可以是沿着纳米指件的长度的平均值；而在其他示例中，横截面宽度可以是纳米指件的远侧前端处的宽度。
单独纳米指件之间的间隔也可以变化。在一个示例中，在支撑端处单独纳米指件之间的间隔可从20nm至500nm变化。在其他示例中，在支撑端处单独纳米指件之间的间隔可以从50nm至400nm变化、从100nm至300nm变化、从75nm至350nm变化、从200nm至500nm变化或从150nm至400nm变化。
如所提及的，纳米指件可以成组地布置在基底上。在一个示例中，该组可以是阵列，例如多个单独纳米指件的若干对准的行。在其他示例中，该组可以是几何分组，其中纳米指件可以在中心点的***被布置。例如，纳米指件可以以三角形、正方形、五边形、六边形、七边形、八边形、九边形、十边形等形状进行布置。在图2A-2C中示出了组的不同几何配置的俯视图，包括基底204的局部俯视图和纳米指件206的俯视图。在一个特定示例中，五边形组可以是根据本公开进行使用的好的布置。
组内的单独纳米指件之间的间隔也可以变化。例如，组内的多个单独纳米指件可以在支撑端处彼此间隔50nm至400nm。在其他示例中，组内的多个单独纳米指件可以在支撑端处彼此间隔100nm至350nm、50nm至250nm、或75nm至300nm。在一个示例中，组内的多个单独纳米指件可以在支撑端处间隔50nm至400nm，并且纳米指件的平均长度可以为0.25μm至2μm，并且在支撑端处的平均横截面宽度可以为50nm至500nm。在一些示例中，纳米指件的间隔、长度和宽度可以彼此相关以便在汇聚时在远侧前端之间获得指定的间隙。
在其他示例中，基底可以包括多组纳米指件或多个纳米指件组的多个“分组”。在图3中示出了(部分)基底304的俯视图以及成组布置的单独纳米指件306的顶部的示意性示例，同时示出了相邻的多个组。图3中还示出了跨所示的多组纳米指件中的一组纳米指件内的多个纳米指件的远侧前端而悬挂的液体的液滴320。在一个示例中，液滴的表面张力和远侧前端的疏水性可允许液滴保持悬挂在一组内的纳米指件的远侧前端上，直到发生蒸发。例如，基底可以包括周期性间隔开的多组纳米指件。在一个示例中，相邻组之间的间隔可以为0.5μm到5μm。在其他示例中，纳米指件的相邻组之间的间隔可以处于1μm至5μm，0.5μm至4μm，或0.75μm至3μm的范围中。
纳米指件可以由与基底相同的材料或不同的材料形成。在一个示例中，纳米指件可包括介电材料、非介电材料、半导电材料等。在一个示例中，纳米指件的中间部分的电导率可以小于涂覆在基底和纳米指件的远侧前端上的金属或金属合金的电导率。纳米指件可以由聚硅氧烷、硅、二氧化硅、氮化硅、旋涂玻璃、溶胶-凝胶、金刚石、碳、氧化铝、蓝宝石、氧化锌、二氧化钛、共聚物或其组合形成。当将纳米指件布置在一组纳米指件中时，柔性成分可以允许单独纳米指件的远侧前端朝另一纳米指件的远侧前端或朝中心点汇聚。
基底和纳米指件的远侧前端可以涂覆有导电金属或金属合金。如本文所使用的，“金属合金”旨在包括多种金属的组合，或者甚至包括一种或多种金属与非金属的组合。金属合金还可以包括在基底和纳米指件的远侧前端上共同施加两种金属，或者可以包括多种金属(或金属和非金属)的混合金属。在一个示例中，金属或金属合金可包括铜、银、铝或金。所述涂层可以增强来自可以与涂层紧密接近的分析物的发光，例如当使用本文所述的液体喷射器施加所述分析物时。
在一些示例中，该组的多个纳米指件在由液滴接触时可以汇聚，但是在纳米指件的远侧前端之间留有间隙。在一个示例中，这可以是由于液体从液滴接触或蒸发引起的。例如，液体可在纳米指件之间汇集或保留，并且可将微毛细管力施加到纳米指件上。微毛细管力可以将多个单独柔性纳米指件拉到一起，并且随着液体蒸发而允许柔性纳米指件朝该组的中心位置汇聚。汇聚的中心位置可以至少部分地由涂覆纳米指件的远侧前端的金属或金属合金与液体中的分析物之间的范德华力所指引。
现在转向液体喷射器。液体喷射器可允许液体的精确沉积，例如包含分析物的液体和/或封闭液体(closing liquid)。在一个示例中，液体喷射器可以是压电喷射器、热喷射器、静电喷射器或声喷射器。在一个示例中，喷射器可以是热喷射器。在又一个示例中，喷射器可以是压电喷射器。不管哪种类型，液体喷射器都可以实现受控的液滴大小、改善的液滴一致性以及消除卫星液滴。如本文中所使用的，卫星液滴是指液体中分散并降落在传感器的非关注区域上的一个或多个液滴。
如前所述，液体喷射器可以实现受控的液滴尺寸。在一个示例中，液体喷射器的喷射喷嘴可以允许喷射体积可以为2pL至10μL的液体的液滴。在其他示例中，液体的液滴的体积可为25pL至5μL、5pL至5μL、15pL至1μL、50pL至500pL、10pL至1,000pL、或20pL至500pL。在一些示例中，在这个尺寸范围内的液滴可以精确地沉积在纳米指件的远侧前端上并且可以实现液体中待沉积在远侧前端处的分析物的浓度。图4示意性地示出了液体喷射器410和喷射喷嘴412，其可以用于将液体的液滴420喷射到发光增强传感器402上。发光增强传感器可以包括具有纳米指件406和导电金属或金属合金的基底404，该导电金属或金属合金涂覆基底408B和纳米指件的远侧前端408A。在该示例中，液滴可以仅沉积在单一纳米指件的前端上，如图所示，或者可以被施加于多个相邻的前端(未显示)。在某些示例中，液体的表面张力、液滴尺寸、一个或多个纳米指件的尺寸、纳米指件之间的间隔等可以提供主要施加在远侧前端并且不润湿该远侧前端下方的基底的沉积事件。
在又一个示例中，液体喷射器可以被调整以将液滴定时喷射在纳米指件上，以与液体从液滴的最小蒸发一致。例如，液滴的喷射可以被定时为匹配液体的蒸发速率，使得液体的薄膜保留在传感器的表面上。在一个这样的示例中，喷射可以被定时为使得液体的薄膜保留在纳米指件的远侧前端处或其下方。将液体维持在纳米指件的远侧前端处或其下方可以在整个分配时间段期间施加微毛细管力。图5示出了用于将液滴520喷射到发光增强传感器502上的液体喷射器510和喷射喷嘴512。发光增强传感器可以包括具有纳米指件506的基底504以及涂覆基底508B和纳米指件的远侧前端508A的导电金属或金属合金。在该示例中，液体522可以保留在传感器的表面上，但是在纳米指件的远侧前端下方。如(e)所示，可发生蒸发从而除去液体，然后可以以将液体的液面保持在远侧前端金属涂层下方的速率施加新的液体液滴。
在又一个示例中，定时可以被间隔以允许在随后的液滴被喷射之前或者在随后的液滴撞击传感器之前基本上完全或完全的蒸发(e)。图6中示意性地示出了一个这样的例子。如图6所示，液体喷射器610和喷射喷嘴612用于将液滴620喷射到发光增强传感器602上。发光增强传感器可以包括具有纳米指件606以及导电金属或金属合金的基底604，该导电金属或金属合金涂覆基底的一部分608B以及纳米指件的远侧前端608A。如图所示，液体可在随后的液滴接触基底之前从基底蒸发。此定时可以导致一系列局部干燥事件。
在一些示例中，发光增强***可以进一步包括具有第二喷射喷嘴的第二液体喷射器。第二液体喷射器和第二喷射喷嘴可以是可相对于发光增强传感器定位的以将第二液体的第二液滴喷射到该组纳米指件上。如图7所示，在一个示例中，发光增强***700可以包括液体喷射器710和喷射喷嘴712；第二液体喷射器714和第二喷射喷嘴716；发光增强传感器702，其包括基底704、纳米指件706以及涂覆在纳米指件的远侧前端708A和基底708B上的金属或金属合金；以及可移动台730。值得注意的是，可移动台可与仅具有单个液体喷射器或具有其他发光增强传感器或***的本文中的其他示例有关。当包含分析物的液体不会导致纳米指件的汇聚时，双液体喷射器***可以是有用的。例如，液体喷射器和喷射喷嘴可以分配可将分析物沉积在纳米指件上的液体。第二液体喷射器和第二喷射喷嘴可分配第二液体的液滴，该液滴可使由第二液体接触的组的纳米指件汇聚，但是由于液体从液滴的接触或者蒸发而在远侧前端处在多个纳米指件之间留有间隙。第二液体可以是封闭液体。如本文所使用的，“封闭液体”是指可操作以使成组布置的纳米指件的远侧前端由于液体的接触或蒸发而汇聚的液体。在一些示例中，多个纳米指件的多个远侧前端之间的间隙在封闭之后可以小于2nm。
在另一个示例中，发光增强***可以包括多个液体储存器，其可以共享单个液体喷射器和喷射喷嘴。像之前一样，这种类型的***可以允许将包含分析物的液体分配到传感器上，并且然后可以允许将封闭液体随后喷射到传感器上。在又一其他示例中，发光增强***可以包括多个液体储存器，以便允许将包含分析物的多种液体分配在传感器上的不同组纳米指件上。
在另一示例中，发光增强***可以包括用于支撑发光增强传感器的可移动台，如图7中的730所示。可移动台可用于移动传感器的位置，以使一组纳米指件与液体喷射器的喷射喷嘴、第二液体喷射器的第二喷射喷嘴和/或光学检测***对准。在一个示例中，可移动台可以是可操作的，以允许沿着一个或两个轴在台(例如100nm至100mm的台)上方进行精确行进。这可以允许传感器预先移动，以便将传感器上的不同组纳米指件暴露于液体喷射器和喷射喷嘴。在另一示例中，可移动台可用于更大的移动，以便将传感器从与液体喷射器和喷射喷嘴对准的区域运输到第二区域，以将传感器与光学检测器对准。该台可以是能够允许精确行进的任何台。
在又一示例中，发光增强***可以进一步包括光学检测器，该光学检测器可以是可指向或指向发光增强传感器的。如本文所使用的，“光学检测器”是指用于测量可以由于分子振动而引起的来自分子的发光变化的装置。图8示出了一个示例。如图8所示，发光增强***800可以包括液体喷射器810和喷射喷嘴812；包括基底804、纳米指件806以及涂覆在纳米指件的远侧前端808A和基底808B上的金属或金属合金的发光增强传感器802。该***还可以包括电磁辐射源840，例如高能激光器，例如，近UV、近IR、与分子振动相互作用的可见光、光子或其他激发。还可以存在光学检测器850以检测散射、光子激发、分子共振等。在一些示例中，光学检测器可以进一步包括检测器和分析器以用于检测和分析发射的电磁辐射。在一个示例中，发光增强***可以包括电磁辐射源、发光增强传感器以及作为表面增强拉曼光谱(SERS)设备或表面增强荧光(SEF)设备的一部分的光学检测器。
在如图9所示的另一示例中，感测分析物的方法900可以包括将具有分析物的液体的液滴从喷射喷嘴喷射910到发光增强传感器上，该发光增强传感器包括附接到基底的一组纳米指件。单独纳米指件可以是柔性的并且包括附接到基底的支撑端、相对于基底远侧定位的远侧前端以及位于支撑端与远侧前端之间的中间部分。发光增强传感器可以包括金属或金属合金的涂层，所述涂层被施加到基底以及远侧前端并且是导电连续的，并且中间部分可以没有涂层或者中间部分处的涂层是导电不连续的。该方法还可以包括使该组纳米指件中的多个单独纳米指件汇聚920以形成增强发光区域或发光热点，其中，可以使多个单独纳米指件的相应远侧前端汇聚，同时在相应远侧前端之间留有间隙，并且光学地检测930从定位于增强发光区域的分析物发出的信号。
如本文所使用的，“增强发光区域”，有时也称为发光“热点”，是指传感器中发生增强发光的区域。在一个示例中，增强发光可以是由于一组纳米指件的远侧前端的汇聚而发生的。当分析物位于或被捕获在这些位置处并且增强发光区域被电磁辐射源探询时，可以增强由光学检测器检测到的分析物信号，例如，增强的放大。因此，增强发光可以实现更灵敏的检测。
在一个示例中，液体中的分析物可能不会导致该组内的纳米指件的远侧前端汇聚。例如，当液体的液滴具有停留在一个纳米指件的一个远侧前端上的体积(如图4所示)并且不穿透纳米指件的支撑端时，可能发生这种情况。在包含分析物的溶质不导致足够强的毛细管力使纳米指件的远侧前端汇聚的示例中，也可能发生这种情况。这种情况可能在溶质快速蒸发的示例中发生。当汇聚没有发生或没有发生达到期望程度时，则在一个示例中，汇聚可包括将第二液体的第二液滴从第二喷射喷嘴喷射到该组纳米指件上。随着第二液体的第二液滴穿透该组纳米指件并且蒸发时，来自穿透和蒸发的毛细管力可以导致汇聚。在另一个示例中，可以由于毛细管力而发生汇聚，所述毛细管力是由从与该组纳米指件的接触的液滴蒸发所引起的，并且分析物可以从液体中沉积在增强发光区域处。例如，被喷射的液滴可以包括分析物，并且包含分析物的溶质的穿透和蒸发可以导致汇聚。
注意，如在本说明书和所附权利要求书中使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指示对象，除非内容中另有明确指明。
如本文所使用的，为了方便，可以在共同的列表中呈现多个项目、结构元件、组成元件和/或材料。但是，应该将这些列表解释为好像列表的每个成员都被单独标识为分开且唯一的成员。因此，仅基于这些成员在共同组中的呈现而没有相反指示，则这种列表的任何单个成员都不应被解释为相同列表中任何其他成员的事实上的等同物。
浓度、尺寸、量和其他数值数据可以在本文中以范围格式呈现。应当理解，这样的范围格式仅是为了方便和简洁而使用，并且应该灵活地解释为不仅包括明确记载为范围极限值的数值，而且包括该范围内所包括的单个数值或子范围，就好像每个数值和子范围都被明确记载。例如，应将25pL到75μL的体积范围解释为不仅包括明确记载的25pL和75μL的极限值，还应包括单独重量，例如50pL、100pL、25μL和其间的子范围，例如40pL至15μL，或100pL至1μL等。

Claims (15)

1.一种发光增强***，包括：
发光增强传感器，所述发光增强传感器包括：
基底，
一组纳米指件，其中，单独纳米指件是柔性的并且包括附接至所述基底的支撑端、相对于所述基底远侧定位的远侧前端、以及位于所述支撑端与所述远侧前端之间的中间部分，以及
金属或金属合金的涂层，所述涂层被施加至所述基底和所述远侧前端并且是导电连续的，其中，所述中间部分没有所述涂层或者位于所述中间部分处的所述涂层是导电不连续的；以及
液体喷射器，所述液体喷射器包括喷射喷嘴，以从所述喷射喷嘴以体积为2pL至10μL的液滴的形式喷射液体，其中，所述一组纳米指件和所述喷射喷嘴能够相对于彼此定位以将所述液滴沉积在所述一组纳米指件上。
2.根据权利要求1所述的发光增强***，其中，所述一组纳米指件内的多个单独纳米指件在所述支撑端处间隔开20nm至500nm，平均长度为0.05μm至2μm，并且在所述支撑端处的平均宽度为50nm到500nm。
3.根据权利要求1所述的发光增强***，其中，所述液体喷射器还包括装载在其中的液体。
4.根据权利要求3所述的发光增强***，其中，所述液体和所述柔性纳米指件配对，其中，由所述液体喷射器喷射到所述一组纳米指件上的所述液滴产生力以使所述一组纳米指件中相邻的单独纳米指件在其相应的远侧前端处汇聚，但在相邻的远侧前端之间仍然留有间隙。
5.根据权利要求3所述的发光增强***，其中，所述液体具有表面张力并且能够以相对于所述一组纳米指件中的多个单独纳米指件之间的间距的液滴体积而从所述液体喷射器喷射，使得所述一组纳米指件中的多个单独纳米指件在其相应的远侧前端处被所述液滴接触而不润湿所述单独纳米指件的所述支撑端。
6.根据权利要求1所述的发光增强***，其中，所述液体喷射器能够被调节，以相对于液体从所述液滴的蒸发速率而将所述液滴定时喷射到所述一组纳米指件上。
7.根据权利要求1所述的发光增强***，进一步包括第二液体喷射器，所述第二液体喷射器包括第二喷射喷嘴，以从所述第二喷射喷嘴以体积为2pL至10μl的第二液滴的形式喷射第二液体。
8.根据权利要求7所述的发光增强***，其中，所述液体喷射器包括装载于所述液体喷射器中的所述液体，并且其中，所述第二液体喷射器还包括装载于所述第二液体喷射器中的所述第二液体，所述液体包括待经由所述液滴装载到所述一组纳米指件上的分析物，并且所述第二液体用于使所述一组纳米指件中相邻的单独纳米指件在其相应的远侧前端处汇聚，但在相邻的远侧前端之间仍然留有间隙。
9.根据权利要求1所述的发光增强***，还包括可移动台，所述可移动台支撑所述发光增强传感器以将所述一组纳米指件与所述喷射喷嘴、光学检测器或其组合对准。
10.根据权利要求1所述的发光增强***，进一步包括周期性间隔开的多组纳米指件，其中相邻组纳米指件间隔开0.5μm至5μm。
11.一组发光增强***，包括：
发光增强传感器，所述发光增强传感器包括：
基底，
一组纳米指件，其中，单独纳米指件是柔性的并且包括附接至所述基底的支撑端、相对于所述基底远侧定位的远侧前端、以及位于所述支撑端与所述远侧前端之间的中间部分，以及
金属或金属合金涂层，所述金属或金属合金涂层被施加至所述基底和所述远侧前端并且是导电连续的，其中，所述中间部分没有所述涂层或者位于所述中间部分处的所述涂层是导电不连续的；以及
液体喷射器，所述液体喷射器包括喷射喷嘴，以从所述喷射喷嘴以体积为2pL至10μL的液滴的形式将液体喷射到所述一组纳米指件上，其中，所述一组纳米指件和所述喷射喷嘴能够相对于彼此定位以将所述液滴沉积在所述一组纳米指件上；
电磁辐射源，所述电磁辐射源用于朝所述一组纳米指件发射电磁辐射，以及
光学检测器，所述光学检测器用于检测从通过将所述液滴施加在所述一组纳米指件上而产生的增强发光区域所发出的发光，其中，所发出的所述发光是响应于与所述电磁辐射的相互作用的。
12.根据权利要求10所述的***，其中，所述发光增强***是表面增强拉曼光谱(SERS)***或表面增强荧光(SEF)***。
13.一种感测分析物的方法，包括：
将具有分析物的液体的液滴从喷射喷嘴喷射到发光增强传感器上，所述发光增强传感器包括附接至基底的一组纳米指件，其中，单独纳米指件是柔性的并且包括附接至所述基底的支撑端、相对于所述基底远侧定位的远侧前端、以及位于所述支撑端和所述远侧前端之间的中间部分，所述发光增强传感器包括金属或金属合金的涂层，所述涂层被施加到所述基底和所述远侧前端并且是导电连续的，并且其中，所述中间部分没有所述涂层或所述中间部分处的所述涂层是导电不连续的；以及
使所述一组纳米指件中的多个单独纳米指件汇聚以形成增强发光区域，其中，所述多个单独纳米指件的相应远侧前端汇聚，同时在所述相应远侧前端之间留有间隙；以及
光学检测从定位于所述增强发光区域的分析物发出的信号。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，汇聚包括将第二液体的第二液滴从第二喷射喷嘴喷射到所述一组纳米指件上。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，汇聚是由于毛细管力而导致发生的，所述毛细管力是由从与所述一组纳米指件的接触的液滴蒸发所引起的，并且其中，分析物从所述液体沉积在所述增强发光区域处。
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