[發明專利]集成有微流控系統的光學微納生物傳感器的制作方法

無效

• 申請號: 201310031110.X
• 申請日: 2013-01-28
• 公開（公告）號: CN103076284A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 孫英男;韓偉靜;魏清泉;李運濤;俞育德;周曉光
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G01N21/00
• 分類號: G01N21/00;G03F7/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

技術領域

本發明涉及生物傳感器技術領域，特別涉及一種基于倏逝光波檢測原理的集成有微流控系統的光學微納生物傳感器的制作方法。

背景技術

生物傳感器是一種將生物活性材料與相應換能器的結合體，能將待測物引起的變化轉換成物理信號進行表征，實現對生物物質的測定。生物傳感器不僅是生物技術領域不可或缺的一種分析方法和檢測手段，并且與環境監控、食品衛生、疾病檢測、藥物研發息息相關。與熱/聲/電學生物傳感器相比，光學生物傳感器具有靈敏度高、抗電磁干擾能力強、噪聲低等特點，非常具有發展前景。

平面波導型微納光學生物傳感器包含諧振型和非諧振型兩種，當波導尺寸和介質中的光波長相當時，光場強度隨離表面的距離指數式衰減，稱其為消逝場，它是微納米光波導的一大特點，利用該現象在波導界面處的擾動便能轉化成波導模式的有效折射率、相位或振幅等變化。平面波導型生物傳感器本質上均是基于這種波導表面消逝場的探測原理，其典型結構包括諧振型和非諧振型生物傳感器。

目前平面波導型微納光學生物傳感器采用的微流控技術普遍是將預先制備好的PDMS微流通道直接鍵合在芯片上，或先將制備好的中間通道層貼合在芯片上，再用PDMS用以封閉通道，采用夾具的方式固定各層以防漏液。這些方法均需要將微流通道和芯片上器件進行準確的對準鍵合，但是由于微納光學器件均在亞微米尺寸，所以對準鍵合操作就十分困難，另外，PDMS對鍵合時間要求較高，更增大了對準鍵合難度。而采用旋涂SU-8膠作為中間層，這樣就避免了微流通道與芯片器件的手工鍵合操作。

SU-8是一種負膠，這種光刻膠在生物傳感領域尤其是微流控方面應用比較廣泛。它具有很多優點：較高的深寬比；厚度范圍很寬，可達1～200微米，并且在一定溫度下具有很好的化學穩定性。

發明內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種集成有微流控系統的光學微納生物傳感器的制作方法，其具有操作簡單、可靠性高的優點，適用于大部分的平面波導型微納光學生物傳感器的微流控系統制作。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發明提供了一種集成有微流控系統的光學微納生物傳感器的制作方法，包括：

步驟1：取一基片10，清洗干凈，烘干，依次涂粘結劑和光刻膠；

步驟2：在基片10頂層上進行曝光，完成器件圖形的定義；

步驟3：對顯影后的基片10進行刻蝕，去膠，得到微納平面波導型光學器件陣列芯片11；

步驟4：對該微納平面波導型光學器件陣列芯片11進行前烘，并將SU8膠12旋涂在芯片11上，然后前烘；

步驟5：將光刻掩模鉻板上的對準標記與芯片11上的對準標記進行對準，然后進行普通光刻，后烘；

步驟6：顯影得到對應于微納光學器件圖形的微流通道12，然后堅膜；

步驟7：制作PDMS薄層13；

步驟8：對芯片上的SU-8膠12進行表面處理，對PDMS薄層13的鍵合面進行等離子體處理；

步驟9：將PDMS薄層13的鍵合面貼合到SU-8膠12的修飾面，并放置于熱板上；

步驟10：對鍵合好的芯片進行打孔，得到進液口和出液口，這樣就得到了集成有微流控系統的光學微納生物傳感器。

(三)有益效果

從上述技術方案可以看出，本發明具有以下有益效果：

1、本發明提供的這種集成有微流控系統的光學微納生物傳感器的制作方法，采用了SU8層作為微流通道的中間層，PDMS薄膜作為密封層。

2、本發明提供的這種集成有微流控系統的光學微納生物傳感器的制作方法，避免了手工進行微流通道與光學器件檢測區域的對準，大大簡化了操作難度。

3、本發明提供的這種集成有微流控系統的光學微納生物傳感器的制作方法，適用于各種平面波導型微納光學器件微流控系統的制作。

附圖說明

為了更詳細的說明本發明的目的和特點以及實施方式，下面結合附圖和具體實施例對本發明做一個更詳細的描述，其中：

圖1為依照本發明實施例的制作集成有微流控系統的光學微納生物傳感器的方法流程圖；

圖2為依照本發明實施例的基于SU-8膠微流通道的平面波導型生物傳感器的制作工藝示意圖。

圖3為依照本發明實施例制作的集成有微流控系統的光學微納生物傳感器的示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。