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申请/专利权人：浙江大学

摘要：本发明公开了一种集成量子隧穿传感的单分子等离激元光镊系统，该系统包括用于激发隧穿电极探针局域表面等离激元共振的激发光模块，用于照明成像视场的照明模块，用于观测隧穿电极探针在待测溶液中的位置、定位隧穿电极探针的尖端纳米电极对所在焦平面的成像模块，用于单分子量子隧穿信号探测的电学检测模块。隧穿电极探针的尖端具有纳米电极对，且两个电极的间隙满足使得探针具有量子隧穿效应，电极的材料满足能够产生等离激元共振效应。本发明使用具有量子隧穿传感功能的纳米电极探针作为等离激元光镊操纵平台，可以实现亚5纳米尺度下的单分子的同步光学捕获与实时测量。

主权项：1.一种集成量子隧穿传感的单分子等离激元光镊系统，其特征在于，包括隧穿电极探针、激发光模块、照明模块、成像模块和电学检测模块；所述隧穿电极探针的尖端具有纳米电极对，且两个电极的间隙满足使得探针具有量子隧穿效应，电极的材料满足能够产生等离激元共振效应；所述激发光模块用于激发所述隧穿电极探针局域表面等离激元共振，包括激光光源、激光强度控制模块和显微物镜；所述激光光源具有用于产生连续光的直流信号驱动的连续波模式，以及用于产生脉冲激光的由模拟信号输入驱动的强度调制模式；所述激光强度控制模块用于调整及监测入射激光强度；所述激光强度控制模块输出的激光经所述显微物镜聚焦到样品池中；所述照明模块用于照明成像视场；所述成像模块用于观测所述隧穿电极探针在待测溶液中的位置，定位所述隧穿电极探针的尖端纳米电极对所在焦平面；所述电学检测模块用于单分子量子隧穿信号探测，包括样品池、装夹有所述隧穿电极探针的三维纳米位移台、等离子体增强光电流检测单元和隧道电流检测单元；所述等离子体增强光电流检测单元包括锁相放大器，所述锁相放大器和所述激光光源均连接信号发生器，所述信号发生器用于将模拟信号同步输入到激光光源和锁相放大器中；所述激光光源调节为强度调制模式，通过模拟信号输入控制产生强度调制的脉冲激光，所述隧穿电极探针在入射激光激发下产生光电流，利用所述锁相放大器在激光调制频率下进行解调，得到由入射激光激发隧穿电极探针产生的光电流；所述隧道电流检测单元包括电流检测装置，所述激光光源调节为连续波模式，通过激发光模块光路聚焦到所述隧穿电极探针的尖端，连续稳定地激发局域表面等离激元，产生局域增强电磁场；同时在所述隧穿电极探针的两个引线端施加直流电压，在尖端处产生隧道电流，形成隧穿传感区域，实现对目标分子的隧穿传感检测。

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