【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種生物檢測技術，特別地，涉及一種基于微結構芯片增強太赫茲近場檢測下生物樣本信號的方法。
技術介紹
1、太赫茲檢測技術（0.1-10.0?thz）在生物檢測領域具有顯著優勢，主要表現在它的單光子能量低，不會對生物樣品造成光致電離損傷，同時對生物分子的振動、轉動等結構特征具有高度敏感性，能夠提供分子水平上的特征譜線，從而精準解析生物分子的結構和構象。太赫茲散射型掃描近場光學顯微鏡技術可以實現亞微米級別的分辨率，探測到傳統光學顯微鏡無法觀察到的生物樣品結構和性質，突破了傳統遠場顯微鏡受到的衍射極限，達到了納米級別的成像和成譜能力。
2、太赫茲散射型掃描近場光學顯微鏡（s-snom）檢測生物樣品時，由于生物樣品的介電常數往往較小，因此得到的散射近場信號較弱，導致該技術對生物樣品中的成分識別缺乏敏感度，且分辨精度較低，這在一定程度上限制了太赫茲近場技術在生物醫學檢測領域中的發展。
3、因此，市場上亟需一種高靈敏度且高分辨精度的生物樣本檢測方法。
技術實現思路
1、專利技術目的：針對傳統太赫茲散射型掃描近場光學顯微鏡檢測對樣品中的關鍵成分識別缺乏敏感度，且分辨精度較低的問題，提出了一種基于微結構芯片增強樣本信號的太赫茲近場生物檢測方法，可以得到較強的近場信號以及較高對比度的近場圖像。
2、技術方案：基于微結構芯片增強太赫茲近場檢測下生物樣本信號的方法，具體包括如下步驟：
3、步驟s1：設計微結構芯片，所述微結構芯片包括基底（1）和
4、步驟s2：基于點偶極子理論，構建微結構近場模型并優化入射太赫茲波與探針（3）的角度，解析近場探針（3）作用下微結構芯片表面電場的空間分布，明確微結構芯片增強太赫茲近場信號的原理；
5、步驟s3：微結構芯片表面的電場分布不均，因此近場信號增強效果會有差異。為了實現最佳的近場信號增強，通過調整探針（3）與微結構的相對位置并進行仿真，結果顯示當探針（3）置于微結構芯片的位置（4）時，可以獲得最顯著的近場信號增強效果；
6、步驟s4：將生物樣本置于微結構芯片的位置（4），使用太赫茲近場系統進行測試，獲得增強后的近場圖像和光譜，用以解析生物樣本的成分及空間分布。
7、進一步地，所述步驟s1的方法：基底（1）的材料包括石英玻璃、高阻硅、硼硅酸鹽玻璃等對太赫茲波高透的材料。
8、進一步地，所述步驟s1的方法：微結構芯片的結構包括“c”型環結構、棍型結構、三角形結構、平面型方環結構等各類非對稱結構。
9、進一步地，所述步驟s1的方法：微結構芯片微結構的材料包括金、硅、石墨烯等二氧化硅、氮化硅等對太赫茲波高透的材料。
10、進一步地，所述步驟s1的方法：微結構芯片設計與使用方式包括反射式和透射式等多種方式。
11、進一步地，所述步驟s2的方法：入射太赫茲波與探針（3）的角度包括30°、45°、60°等多個角度。
12、進一步地，所述步驟s3的方法：微結構芯片上發生電場增強的最佳位置為微結構的位置（4）。
13、進一步地，所述步驟s3的方法：使用極尖銳的探針（3）。探針（3）的尺寸包括但不限于1-10?nm，探針（3）使用的材料包括鉑、金等材料。
14、進一步地，所述步驟s4的方法：樣品包括蛋白質、細胞、菌等。
15、進一步地，所述步驟s4的方法：通過使用微結構芯片，實現了在微結構芯片開口處太赫茲近場強度的大幅增強，這使得在扣除基底（1）信號后，生物樣品的信號強度得到了顯著提升。
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1.一種基于微結構芯片增強太赫茲近場檢測下生物樣本信號的方法，其特征在于，具體包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述基于微結構芯片增強太赫茲近場檢測下生物樣本信號的方法，其特征在于，所述步驟S1的方法：基底（1）的材料包括石英玻璃、高阻硅、硼硅酸鹽玻璃等對太赫茲波高透的材料。
3.根據權利要求1所述基于微結構芯片增強太赫茲近場檢測下生物樣本信號的方法，其特征在于，所述步驟S1的方法：微結構芯片的結構包括“C”型環結構、棍型結構、三角形結構、平面型方環結構等各類非對稱結構。
4.根據權利要求1所述基于微結構芯片增強太赫茲近場檢測下生物樣本信號的方法，其特征在于，所述步驟S1的方法：微結構芯片微結構的材料包括金、硅、石墨烯等二氧化硅、氮化硅等對太赫茲波高透的材料。
5.根據權利要求1所述基于微結構芯片增強太赫茲近場檢測下生物樣本信號的方法，其特征在于，所述步驟S1的方法：微結構芯片設計與使用方式包括反射式和透射式等多種方式。
6.根據權利要求1所述基于微結構芯片增強太赫茲近場檢測下生物樣本信號的方法，其特征在于，所述步驟S2
7.根據權利要求1所述基于微結構芯片增強太赫茲近場檢測下生物樣本信號的方法，其特征在于，所述步驟S3的方法：微結構芯片上發生電場增強的最佳位置為微結構的位置（4）。
8.根據權利要求1所述基于微結構芯片增強太赫茲近場檢測下生物樣本信號的方法，其特征在于，所述步驟S3的方法：使用極尖銳的探針（3）。探針（3）的尺寸包括但不限于1-10nm，探針（3）使用的材料包括鉑、金等材料。
9.根據權利要求1所述基于微結構芯片增強太赫茲近場檢測下生物樣本信號的方法，其特征在于，所述步驟S4的方法：樣品包括蛋白質、細胞、菌等。
10.根據權利要求1所述基于微結構芯片增強太赫茲近場檢測下生物樣本信號的方法，其特征在于，所述步驟S4的方法：通過使用微結構芯片，實現了在微結構芯片開口處太赫茲近場強度的大幅增強，這使得在扣除基底（1）信號后，生物樣品的信號強度得到了顯著提升。
...【技術特征摘要】
1.一種基于微結構芯片增強太赫茲近場檢測下生物樣本信號的方法，其特征在于，具體包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述基于微結構芯片增強太赫茲近場檢測下生物樣本信號的方法，其特征在于，所述步驟s1的方法：基底（1）的材料包括石英玻璃、高阻硅、硼硅酸鹽玻璃等對太赫茲波高透的材料。
3.根據權利要求1所述基于微結構芯片增強太赫茲近場檢測下生物樣本信號的方法，其特征在于，所述步驟s1的方法：微結構芯片的結構包括“c”型環結構、棍型結構、三角形結構、平面型方環結構等各類非對稱結構。
4.根據權利要求1所述基于微結構芯片增強太赫茲近場檢測下生物樣本信號的方法，其特征在于，所述步驟s1的方法：微結構芯片微結構的材料包括金、硅、石墨烯等二氧化硅、氮化硅等對太赫茲波高透的材料。
5.根據權利要求1所述基于微結構芯片增強太赫茲近場檢測下生物樣本信號的方法，其特征在于，所述步驟s1的方法：微結構芯片設計與使用方式包括反射式和透射式等多種方式。
6.根據權利要求1所述基于微結構芯片增強太赫茲近...
【專利技術屬性】
技術研發人員：彭滟，文文，朱亦鳴，陳干，胡翕甜，劉炳偉，孫小娟，莊松林，
申請(專利權)人：上海理工大學，
類型：發明
國別省市：
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