[發明專利]一種生物芯片用光纖陣列的制備方法

有效

• 申請號: 200710031817.5
• 申請日: 2007-11-30
• 公開（公告）號: CN101178458A
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發明（設計）人: 楊中民;徐善輝;張偉南
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02;G02B1/02;C12Q1/68
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及一種光纖陣列的制備方法，特別是一種生物芯片用光纖陣列的制備方法。

背景技術

生物芯片技術是近幾年發展起來廣泛應用于基因序列分析、雜交、基因突變檢測及疾病基因診斷等領域的一項新技術。它可同時、快速、準確地分析數以萬計基因組信息，為生物工程、醫藥、臨床檢測等領域技術發展帶來了革命性變革。生物芯片技術的核心是芯片的制備和反應信號的檢測。而作為生物探針分子的支持介質——基板載體材料的性能直接影響著生物芯片的制備和信號檢測技術。

目前常用于制作生物芯片的載體材料有玻璃片、硅片、以及各種有機高分子制作的薄膜等。通過使用掩膜板屏蔽光刻技術，在基板上形成直徑為25-500μm(典型值為100μm)密集空穴孔點陣結構，因此在1cm²基板上具有形成上萬生物探針的能力。但到目前為止，利用點樣技術制作的生物探針密度一般小于10,000/cm²，其主要困難之一是在信號的獲取與分析上。當前生物芯片檢測和分析的方法多采用熒光法，優點是重復性較好，但缺點是由于載體材料是二維平面材料，導致在熒光檢測時信噪比低、靈敏度不高。并且隨著空穴點陣密度的提高，熒光檢測時點陣探針之間會出現信號的交叉干擾。解決該問題的主要辦法之一是利用光纖陣列(Nature?BioTechnology，1996，14：1681-1684；科學通報，2003，48：1589-1590)代替玻璃、硅等平面塊體材料，利用光纖特有的波導傳光結構提高信息檢測的信噪比和靈敏度，極大降低生物芯片對檢測設備和生物樣本的制作要求，從而降低檢測成本。另外，光纖陣列還具有高密度集成能力，在1cm²橫截面上可集成幾十萬到上百萬根光纖，每根光纖都獨立傳光，不受鄰近光纖的影響，可極大提高芯片的檢測速度。同時玻璃光纖表面無滲透作用、可耐受高溫和高離子強度、具有透光率高、檢測樣本用量少等優點。

發明內容

本發明的目的是針對現有光纖陣列排列密度低，加工復雜的、效率低的問題，提供一種生物芯片用光纖陣列的制備方法。

本發明的生物芯片用光纖陣列的制備方法，包括以下步驟：

(1)將光纖陣列一端用紫外光照射5s～10min；

(2)將步驟(1)得到的光纖陣列在550℃～600℃下放置30min～5h；

(3)將步驟(2)得到的光纖陣列進行酸侵蝕。

其中，光纖陣列由橫截面折射率為W型的光纖單絲組成；光纖單絲由纖芯、內包層和外包層構成；纖芯由光敏玻璃制成時，內包層和外包層由耐酸玻璃制成；或纖芯由耐酸玻璃制成時，內包層和外包層由光敏玻璃制成；酸為HF、HCl或HNO₃水溶液；光纖的外包層中含有Fe、Co、Ni中的一種或多種。

本發明與現有技術相比，具有以下有益效果：

本發明利用玻璃光纖纖芯或包層玻璃對紫外光敏感程度不同，替代目前的掩膜光刻技術，降低工藝成本，而且還有利于對光纖陣列端面微結構尺寸的控制(一般屏蔽性光刻技術的準確度僅有5μm)；本發明采用橫截面折射率分布為W型的光纖單絲，從光纖結構設計角度出發，減少光纖陣列中光纖之間信號干擾，增大基因探測的靈敏度和精度，從原理上根本解決平面芯片載體材料信噪比低、信號間交叉干擾的問題；在光纖外包層玻璃組分中，通過添加Fe、Ni、Co等過渡金屬氧化物中的一種或幾種的組合體，吸收內包層中的熒光，從組分上進一步提高了檢測的靈敏度和精度。

附圖說明

圖1為光纖單絲結構與橫截面折射率分布示意圖；圖1-1為光纖結構；圖1-2為橫截面折射率分布。

圖2為光纖陣列端面形狀示意圖，圖2-1為矩形結構；圖2-2為六邊形結構。

圖3為光纖陣列端面微孔結構示意圖。

圖4為光纖陣列端面光纖探針結構示意圖。

具體實施方式

實施例1：一種生物芯片用光纖陣列的制備方法，包括以下步驟：

(1)將光纖陣列一端用紫外光照射5s；

(2)將步驟(1)得到的光纖陣列在550℃下放置30min；

(3)將步驟(2)得到的光纖陣列進行HF水溶液侵蝕。

其中，光纖陣列由橫截面折射率為W型的光纖單絲組成，光纖單絲由纖芯、內包層和外包層構成，纖芯由光敏玻璃形成，內包層和外包層由耐酸玻璃形成且外包層含有Fe。