恭喜南开大学郭雪峰获国家专利权
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龙图腾网恭喜南开大学申请的专利飞秒级时间分辨率光响应单分子信号探测方法及装置获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119555645B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-27发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510090698.9,技术领域涉及:G01N21/63;该发明授权飞秒级时间分辨率光响应单分子信号探测方法及装置是由郭雪峰;张志卓;高庆华;田娣;贾传成设计研发完成,并于2025-01-21向国家知识产权局提交的专利申请。
本飞秒级时间分辨率光响应单分子信号探测方法及装置在说明书摘要公布了:本发明涉及信号测试技术领域,尤其涉及飞秒级时间分辨率光响应单分子信号探测方法及装置,包括如下步骤:泵浦脉冲光路经一系列反射镜、宽带光参量放大器、第一光阑、斩波器、第一衰减片、第二合束分束片射入导入光纤中;探测光光路经时间延迟器、一系列反射镜、第二光阑、白光产生模块、第二合束分束片射入导入光纤中;两束光进入多功能样品杆中,经偏振片后照射到连接了单个光响应分子的石墨烯单分子器件上;单个光响应分子经泵浦脉冲光路照射后被激发,再通过探测光光路进行探测。本发明提供的方法及装置能够实现飞秒级时间分辨率的单个光响应分子微弱信号的探测,并且能够提高综合物性测量系统测得的电学信号的信噪比。
本发明授权飞秒级时间分辨率光响应单分子信号探测方法及装置在权利要求书中公布了:1.飞秒级时间分辨率光响应单分子信号探测方法,其特征在于:包括如下步骤:S1:从飞秒激光器发射的激光经过第一反射镜反射到第一合束分束片上,50%的光透射形成泵浦脉冲光路,50%的光反射形成探测光光路;S2:泵浦脉冲光路经第二反射镜反射到宽带光参量放大器中,再经过第三反射镜反射进入第一光阑进行光束定位后,再经过具有固定频率的斩波器后出射到可调谐的第一衰减片,再分别通过第四反射镜、第二合束分束片射入导入光纤中;S3:探测光光路反射到时间延迟器中实现飞秒级延迟后再经过第五反射镜和第六反射镜反射后进入第二光阑进行光束定位,然后再经过白光产生模块产生连续探测白光,再经过第七反射镜及第二合束分束片射入导入光纤中;S4:泵浦脉冲光路与探测光光路进入放置在综合物性测量系统的测试腔内的多功能样品杆中,经多功能样品杆内的偏振片偏振产生左旋或右旋圆偏振光后照射到放置在多功能样品杆样品载台上待探测的连接了单个光响应分子的石墨烯单分子器件上,所述待探测的连接了单个光响应分子的石墨烯单分子器件通过铜线及导电银胶与样品载台电极柱连接,所述多功能样品杆包括样品杆主体、导入光纤接口、夹具、偏振片、样品载台及绞线,所述导入光纤接口固定安装在样品杆主体顶部且与导入光纤连接,所述夹具固定安装于样品杆主体内且位于导入光纤接口的下方,所述偏振片安装在夹具上,所述样品载台安装于样品杆主体内且位于夹具的下方,待探测的连接了单个光响应分子的石墨烯单分子器件固定放置在样品载台上,所述绞线与待探测的连接了单个光响应分子的石墨烯单分子器件的金电极及信号采集单元连通;所述连接了单个光响应分子的石墨烯单分子器件的制备方法如下:在氮气氛围下,将161mg,0.2mmol的Ⅰ、155mg,0.5mmol的Ⅱ3',5'-二叔丁基-4'-羟基-[1,1'-联苯]-2-甲醛、869mg,3mL,11.3mmol的醋酸铵的醋酸溶液在110℃下搅拌2天,将反应混合物冷却至室温,并用氨水中和混合物,沉淀物经过过滤,用己烷洗涤得到A-Boc-OF,A-Boc-OF的合成路线结构式如下: 在氮气氛围下,将102mg,0.43mmol的加入到32mg,0.023mmolA-Boc-OF的10ml苯溶液中,混合体系在室温下搅拌6.5h后,减压抽滤除去不溶物,将得到的滤液浓缩后利用柱状层析法进行纯化得到A-Boc;在氮气氛围下,将22μl,0.29mmol的三氟乙酸加入到20mg,0.014mmol的A-Boc的10ml二氯甲烷溶液中,混合体系在室温下搅拌并利用薄层色谱法监测至反应结束,利用二氯甲烷和碳酸氢钠溶液进行萃取,合并、浓缩有机相,并用石油醚重结晶得到单个光响应分子A;单个光响应分子A合成路线结构式如下: 在铜片上通过化学气相沉积的方式得到单层石墨烯,然后在单层石墨烯上以4000rmin的转速旋涂聚甲基丙烯酸甲酯,将获得的聚甲基丙烯酸甲酯-石墨烯-铜置于三氯化铁溶液4小时后,通过湿法转移至洁净的1cm×1cm的硅片上,得到聚甲基丙烯酸甲酯-石墨烯-硅片,然后将聚甲基丙烯酸甲酯-石墨烯-硅片置于煮沸的丙酮中除掉石墨烯表层的聚甲基丙烯酸甲酯,得到贴附在硅片上的石墨烯薄膜,然后将贴附有石墨烯薄膜的硅片上以4000rmin的转速旋涂光刻胶,通过紫外光刻机光刻出条带,在显影液中充分浸泡5秒后取出吹干,得到仅中间的石墨烯条带上方有光刻胶,其余地方均没有光刻胶的硅片,然后放置于氧等离子体刻蚀机中进行刻蚀,得到贴附有石墨烯条带的硅片,丙酮除胶后再次重复旋涂光刻胶,通过紫外光刻机光刻电极,显影后使用热阻蒸发镀膜机蒸镀一层金薄膜,丙酮除胶后获得金电极-石墨烯条带-硅片;使用电子束曝光机在金电极-石墨烯条带-硅片进行刻蚀虚线,每条虚线长150纳米,间隔36纳米,显影后置于氧等离子体刻蚀机中进行刻蚀,得到石墨烯纳米间隙点电极阵列;将单个光响应分子A通过稳定的酰胺键连接到制备得到的石墨烯纳米间隙点电极阵列上,得到单个光响应分子A的石墨烯单分子器件;S5:单个光响应分子经泵浦脉冲光路照射后被激发,再通过探测光光路进行探测,并通过信号采集单元反映出来显示在电脑上,所述信号采集单元包括前置电流放大器及锁相放大器,所述前置电流放大器用于将绞线传输的检测信息放大后传输给锁相放大器,锁相放大器用于提取与参考信号同频且有相位关联的成分并传输给电脑。
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