[發(fā)明專利]一種基因芯片用鉭摻雜氧化錫薄膜載體材料的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810058311.8
• 申請日: 2008-04-23
• 公開（公告）號: CN101265502A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張玉勤;蔣業(yè)華;周榮
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: C12Q1/68
• 分類號: C12Q1/68;G01N27/00;C03C17/23;C23C14/34
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 徐玲菊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鉭摻雜氧化錫薄膜載體材料的制備方法，尤其是一種適于無標(biāo)記電學(xué)檢測技術(shù)的基因芯片用鉭摻雜氧化錫薄膜載體材料的制備方法。

背景技術(shù)

以基因芯片為代表的生物芯片技術(shù)，由于能夠?qū)?xì)胞、蛋白質(zhì)、核酸以及其它生物分子等進(jìn)行準(zhǔn)確、快速、高通量的檢測，因而在疾病的快速診斷與治療，新藥的篩選及藥物基因組學(xué)，基因突變檢測，農(nóng)作物的優(yōu)育優(yōu)選，司法鑒定、環(huán)境檢測和國防等許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而盡管基因芯片技術(shù)經(jīng)歷了十多年的飛速發(fā)展，但在臨床醫(yī)療和實驗研究方面，仍然無法成為可以普遍來用的技術(shù)，其面臨著許多亟待解決的關(guān)鍵性問題。

目前在基因芯片中應(yīng)用最為成熟和廣泛的檢測技術(shù)是熒光標(biāo)記法，該方法存在的不足是：待檢測的靶標(biāo)樣品需要進(jìn)行熒光素標(biāo)記，其過程復(fù)雜且技術(shù)成本較高；生物信號的檢測設(shè)備(基因芯片掃描儀)價格昂貴而且體積尺寸比較大，難以實現(xiàn)便攜化和微型化；生物信號檢測靈敏度及芯片穩(wěn)定性差等等。這使得基因芯片技術(shù)無法在臨床和實驗研究上得到普遍應(yīng)用。除此之外，還有基因芯片的無標(biāo)記電學(xué)檢測技術(shù)，它是利用DNA的雜交反應(yīng)會給生物分子載體材料界面的電位、電勢或電導(dǎo)帶來變化的這一原理實現(xiàn)檢測的，僅用現(xiàn)有的電學(xué)(電化學(xué))檢測儀器就可輕易地檢測和分析生物信號，與熒光標(biāo)記法相比，電學(xué)檢測技術(shù)不需要對待測樣品進(jìn)行標(biāo)記，檢測過程簡單，檢測靈敏度和特異性也比較高，特別是檢測設(shè)備成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于用于熒光檢測分析的基因芯片掃描儀，可以真正實現(xiàn)基因芯片低成本，小型化和便攜化的目的。因此，基于DNA雜交的無標(biāo)記電學(xué)檢測技術(shù)，是獲得高靈敏度、高通量、高可靠性、強(qiáng)特異性、檢測過程簡單、微型便攜化及成本低廉的基因芯片的重要途徑之一。

傳統(tǒng)的基因芯片的載體材料(或稱為基片、襯底)，一般是用表面功能化后的玻片、硅片、塑料等。但是在采用無標(biāo)記電學(xué)檢測技術(shù)中的基因芯片中，DNA雜交反應(yīng)所產(chǎn)生的電信號需要通過載體材料來傳遞，因而載體材料必須具有優(yōu)異的電學(xué)性及良好的化學(xué)穩(wěn)定性等物理化學(xué)特性，并且載體表面要求易于實現(xiàn)化學(xué)修飾功能化，以便于探針分子能夠穩(wěn)定的固定在載體表面。顯然，傳統(tǒng)的載體材料并不適用于無標(biāo)記電學(xué)檢測技術(shù)的基因芯片。經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，能夠應(yīng)用于無標(biāo)記電學(xué)檢測技術(shù)的基因芯片載體材料有硅系材料(Si/SiO₂薄膜、單晶Si基片、Si納米線等)、導(dǎo)電金屬(Au、Pt等)、碳材料(石墨、碳納米管等)及導(dǎo)電樹脂等等，但是由于上述材料中的硅系材料和導(dǎo)電樹脂的電阻率較高、金屬薄膜和碳材料在DNA液相雜交時的化學(xué)穩(wěn)定性較差，難以滿足基因芯片高靈敏度、強(qiáng)特異性和高可靠性的無標(biāo)記電學(xué)檢測的要求。

以摻雜氧化錫(SnO₂)薄膜為代表的金屬氧化物透明導(dǎo)電薄膜(TCO)由于具有電性能優(yōu)異(電阻率可達(dá)10^-3～10^-4Ω·cm)、對可見光幾乎透明、化學(xué)穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性高與基底的附著性能優(yōu)異等特性，能夠很容易的利用化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積方法直接沉積在不同基底上，因而成為基因芯片載體材料的理想選擇。鉭(Ta)是一種5價元素，將其作為氧化錫薄膜的摻雜元素可以顯著提高薄膜的電學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性；同時Ta元素沒有毒性而且具有優(yōu)異的生物相容性。因此，鉭摻雜氧化錫薄膜可以作為基因芯片載體材料。通過對現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索，關(guān)于鉭摻雜氧化錫薄膜用作基因芯片載體材料及其制備方法尚未發(fā)現(xiàn)相關(guān)報導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基因芯片用鉭摻雜氧化錫薄膜載體材料的制備方法，利用該方法制備的載體材料可以用于無標(biāo)記電學(xué)檢測技術(shù)的基因芯片。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種基因芯片用鉭摻雜氧化錫薄膜載體材料的制備方法，其特征在于經(jīng)過下列工藝步驟：

(1)將純度為99.99％的氧化鉭(Ta₂O₅)和氧化錫(SnO₂)粉末充分混合，在60～80Mpa的壓強(qiáng)下壓制成坯后，放入高溫?zé)Y(jié)爐，在空氣中1500～1650℃下燒結(jié)3～5小時，燒結(jié)成鉭摻雜氧化錫濺射靶材；

(2)將所制得的鉭摻雜氧化錫濺射靶材用分析純丙酮和去離子水充分清洗，然后在120～140℃保溫2～3小時，去除表面油污等雜質(zhì)；

(3)采用普通載玻片或單晶硅片作為薄膜基底材料，在濺射前先用分析純丙酮和去離子水清洗，之后在80～90℃保溫1～2小時，以去除表面油污等雜質(zhì)；