[發明專利]多孔高分子薄膜生物芯片的制作方法

有效

• 申請號: 201210370227.6
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN102901809A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 韓偉靜;俞育德;李運濤;周曉光;孫英男;魏清泉
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G01N33/53
• 分類號: G01N33/53
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 湯保平

技術領域

本發明涉及生物芯片研究領域，特別涉及一種多孔高分子薄膜生物芯片的制作方法。

背景技術

傳統的生化分析過程緩慢、效率低、靈敏度差、消耗大量的生化試劑，同時產生許多生化廢棄物。生物芯片根據生物分子間特異相互作用的原理將大量的生物分子陣列式固定在芯片表面，將生物檢測和芯片技術結合在一起，實現了高通量快速檢測，成為生物檢測的載體平臺。

隨著半導體微納加工工藝與傳統生化分析手段的結合，生物芯片迎來了快速發展的新階段。其中，多孔陣列式生物芯片的出現為小體量、高靈敏度、高通量的生化分析提供了一條簡單易行的途徑。

多孔陣列式生物芯片在微量PCR、DNA測序、微量樣品檢測等領域有重要意義，同時極具挑戰性。

現有多孔陣列式生物芯片大多采用半導體材料，以微納加工技術為依托，制作步驟復雜，價格昂貴。在此提出多孔高分子薄膜生物芯片的制作方法，其制作簡單，價格低廉，廣泛適用于微量生化樣品的檢測。

發明內容

本發明目的是提供一種多孔高分子薄膜生物芯片的制作方法，其具有制作簡單易行，材料穩定，生物兼容性，對設備和技術要求較低，同時兼具可靠性高、成本低廉等特點。

本發明提供一種多孔高分子薄膜生物芯片的制作方法，包括如下步驟：

步驟1：取一襯底，清洗，去除有機和無機雜質；

步驟2：前烘，對襯底進行真空干燥；

步驟3：在經過真空干燥襯底的表面覆蓋有機薄膜；

步驟4：刻蝕有機薄膜，在有機薄膜上形成通孔陣列，得到多孔高分子薄膜生物芯片；

步驟5：在多孔高分子薄膜生物芯片表面蒸鍍無機薄膜；

步驟6：將蒸鍍有無機薄膜的多孔高分子薄膜生物芯片用氧等離子體進行處理；

步驟7：將雙官能團分子共價結合在該多孔高分子薄膜生物芯片表面，獲得表面活化的多孔高分子薄膜生物芯片。

附圖說明

為了進一步說明本發明的內容和特點，以下結合附圖及實施例對本發明做一詳細描述，其中：

圖1為本發明流程圖；

圖2為本發明多孔高分子薄膜生物芯片的結構示意圖。

具體實施方式

請參閱圖1結合參閱圖2所示，本發明為一種多孔高分子薄膜生物芯片的制作方法，包括如下步驟：

步驟1：取一襯底10，清洗，去除有機和無機雜質，所述襯底10的材料為石英片、光纖面板、有機薄板或硅片，清洗是依次使用超聲波在分析純三氯乙烯、丙酮、無水乙醇、去離子水中清洗，去除襯底10表面的有機雜質，隨后使用氨水和雙氧水的混合液，鹽酸和雙氧水的混合液，硫酸和雙氧水的混合液加熱煮沸襯底10，并使用去離子水沖洗，去除襯底10表面的無機雜質，此種清洗方式可除去襯底10表面的有機附著物和無機顆粒物，提高有機薄膜11的成膜質量；

步驟2：前烘，對襯底10進行真空干燥；將清洗后的襯底10用氮氣吹干后裝入培養皿中，之后放入真空干燥箱內前烘，前烘的溫度一般高于100攝氏度，前烘操作目的是去除襯底10本身附帶的水蒸氣，增強襯底10與有機薄膜11之間的粘附性，進一步提升有機薄膜11的質量；

步驟3：在經過真空干燥的襯底10表面覆蓋有機薄膜11；將PDMS或SU8光刻膠以旋涂、噴涂、固化或鍵合的方式覆蓋在襯底10表面，為了保證有機薄膜11的質量此實驗步驟一般在凈化實驗室中進行；

步驟4：將表面覆蓋有有機薄膜11的襯底10進行刻蝕，形成多個通孔陣列12，得到多孔高分子薄膜生物芯片；根據需要選擇物理干法刻蝕或化學濕法腐蝕的方式來制作通孔陣列12，其作用機理是利用氣體等離子或化學試劑與有機薄膜11特異性作用，來達到有機薄膜11特定圖形區域形成通孔陣列12。通孔陣列12中的每個微孔形成一個體量小于納升的獨立反應池，通孔陣列以矩形、環形、鏡像或密排等形式陣列排布，通孔陣列數目不小于5000，孔深與有機薄膜11的厚度相同，有機薄膜11厚度大于5微米，每一個通孔的橫截面形狀為正多邊形或圓形，正多邊形或圓形大小取決于后續生物反應所需要的體量，正多邊形的外接圓的直徑或圓形的直徑大于2微米，通孔陣列12之間通過孔壁的隔離形成的獨立反應池間。孔壁的厚度取決于后續生物反應的檢測方式，孔壁厚度大于2微米。

步驟5：在步驟1、2、3、4得到的多孔高分子薄膜生物芯片表面蒸鍍無機薄膜13，其中無機薄膜13的材料為Al、Ti或Ag。蒸鍍無機薄膜13后，多孔高分子薄膜生物芯片的光學性質得到改善；