Способ и устройство для улучшенного наноспектроскопического сканирования - RU2007116942A

Реферат

1. Устройство для идентификации последовательности химических групп в линейном полимерном образце, такой как последовательность оснований в нуклеиновой кислоте, содержащее

подложку, имеющую зеркальную поверхность, выполненную из плазмонно-резонансного металла,

источник луча света,

линзовый блок, состоящий из одной или более плазмонно-резонансных частиц, расположенных вокруг отверстия, образующего область детектирования, и способных создавать при направлении луча света на образец в области детектирования электромагнитные щелевые моды ближнего поля в пространстве между нанолинзой и противолежащей областью детектирования на поверхности подложки при зазоре между нанолинзой и подложкой, имеющем выбранное расстояние 40 нм или меньше,

детектор для приема света, излучаемого или рассеиваемого образцом на область детектирования, и для преобразования принятого света в усиленный щелевыми модами рамановский спектр, чтобы идентифицировать химическую группу образца в области детектирования, и

механизм поступательного перемещения, предназначенный для перемещения образца относительно линзового блока через отверстие в линзовом блоке, чтобы поместить последовательные химические группы в образце в область детектирования.

2. Устройство по п.1, дополнительно содержащее фокусирующий механизм для перемещения линзового блока по направлению к поверхности подложки и от нее для обеспечения выбранного расстояния.

3. Устройство по п.1, в котором нанолинза в упомянутом блоке включает в себя по меньшей мере три плазмонно-резонансные частицы, расположенные симметрично вокруг центральной оси, проходящей перпендикулярно поверхности подложки, причем каждая частица имеет размер менее 200 нм в ее наибольшем измерении, а расстояние от края до края любой пары частиц значительно меньше длины волны луча света.

4. Устройство по п.3, в котором упомянутые частицы имеют сферическую форму.

5. Устройство по п.3, в котором упомянутые частицы имеют эллиптическую форму и расположены так, что их большие оси пересекают упомянутую центральную ось.

6. Устройство по п.3, в котором источник света создает луч циркулярно поляризованного света, плоскость поляризации которого перпендикулярна упомянутой центральной оси.

7. Устройство по п.1, в котором подложка образует отверстие, выровненное с отверстием, образованным в нанолинзе, и расположенное на расстоянии от него, а механизм поступательного перемещения протягивает линейный образец через отверстия в подложке и линзе.

8. Устройство по п.7, содержащее устройство с нанопористым каналом, при этом механизм поступательного перемещения имеет электрическое поле для протягивания образца через данное устройство и через отверстия в подложке и линзе.

9. Устройство по п.7, в котором образец имеет на противоположных концах присоединенные частицы, способные взаимодействовать с лазерными или магнитными пинцетными манипуляторами, и механизм поступательного перемещения содержит лазерные или магнитные пинцетные манипуляторы для взаимодействия с упомянутыми частицами и протягивания образца через канал и отверстия в подложке и линзе.

10. Устройство по п.1, в котором линзовый блок установлен на консольной балке, имеющей отверстие, через которое луч света поступает на область детектирования линзы, при этом образец размещается на одном конце упомянутой опоры и подвижно пропускается через отверстия в линзе и консольной балке, и движение упомянутой опоры относительно консольной балки с помощью механизма поступательного перемещения обеспечивает протягивание образца через отверстие в линзовом блоке.

11. Устройство по п.10 для секвенирования множества линейных образцов, содержащее множество таких консольных балок и связанных с ними линзовых блоков.

12. Способ идентификации последовательности химических групп в линейном полимерном образце, такой как последовательность оснований в нуклеиновой кислоте, заключающийся в том, что

протягивают образец через отверстие в линзовом блоке, состоящем из одной или более плазмонно-резонансных частиц, расположенных вокруг данного отверстия, причем упомянутые частицы образуют область детектирования в данном отверстии и способны создавать при направлении луча света на образец в области детектирования электромагнитные щелевые моды ближнего поля в пространстве между нанолинзой и противолежащей областью детектирования на поверхности подложки, имеющей зеркальную поверхность, выполненную из плазмонно-резонансного металла, при зазоре между нанолинзой и подложкой, имеющем выбранное расстояние 40 нм или меньше,

направляют луч света на образец с областью детектирования во время протягивания образца через отверстие в линзовом блоке,

принимают свет, излучаемый или рассеиваемый образцом в область детектирования, и

преобразуют принятый свет в усиленный щелевыми модами рамановский спектр, чтобы идентифицировать химическую группу образца в области детектирования.

13. Способ по п.12, в котором дополнительно перемещают линзовый блок по направлению к поверхности подложки и от нее для обеспечения выбранного расстояния.

14. Способ по п.12, в котором при упомянутом направлении направляют луч света на нанолинзу, состоящую по меньшей мере из трех плазмонно-резонансных частиц, расположенных симметрично вокруг центральной оси, проходящей перпендикулярно поверхности подложки, причем каждая частица имеет размер менее 200 нм в ее наибольшем измерении, а расстояние от края до края любой пары частиц значительно меньше длины волны луча света.

15. Способ по п.14, в котором при упомянутом направлении направляют на линзу луч циркулярно поляризованного света, плоскость поляризации которого перпендикулярна упомянутой центральной оси.

16. Способ по п.12, в котором подложка образует отверстие, выровненное с отверстием, образованным в нанолинзе, и расположенное на расстоянии от него, и образец протягивают через отверстия в подложке и линзе.

17. Способ по п.16, в котором образец располагают в устройстве с нанопористым каналом и протягивают посредством электрического поля через данное устройство и через отверстия в подложке и линзе.

18. Способ по п.17, в котором образец имеет на противоположных концах присоединенные частицы, способные взаимодействовать с лазерными или магнитными пинцетными манипуляторами, и образец протягивают лазерными или магнитными пинцетами через канал и отверстия в подложке и линзе.

19. Способ по п.12, в котором линзовый блок установлен на консольной балке, имеющей отверстие, через которое луч света поступает на область детектирования линзы, при этом образец устанавливают на одном конце упомянутой опоры и подвижно пропускают через отверстия в линзе и консольной балке, и движение упомянутой опоры относительно консольной балки с помощью механизма поступательного перемещения обеспечивает протягивание образца через отверстие в линзовом блоке.

20. Способ по п.19 для секвенирования множества линейных образцов, в котором используют множество таких консольных балок и связанных с ними линзовых блоков.