[發明專利]基于FP激光器和金屬陣列結構的傳感芯片及其制備方法

在審

• 申請號: 202011075860.3
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112275333A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 袁浚;王文杰;廖明樂
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院電子工程研究所
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;H01S3/00
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 蔣斯琪

1.基于FP激光器的傳感芯片，其特征在于：包括下方的FP激光器和上方的金屬陣列結構，所述FP激光器的出光端面上有一介質隔離層，介質層的上端面有PDMS外殼，所述PDMS外殼包括側壁和頂面，側壁和頂面和介質層的上端面形成的空腔為微流通道，頂面上設置有樣品注入口和樣品流出口，所述樣品注入口和樣品流出口位于微流通道的兩端；在微流通道內，介質層的上端面布置有金屬陣列結構；

所述傳感芯片在傳感檢測中，待測溶液通過PDMS外殼的微流通道進入傳感芯片中，測試通入待測溶液前后FP激光器出光強度的變化來實現芯片傳感。

2.根據權利要求1所述的基于FP激光器的傳感芯片，其特征在于：所述介質隔離層采用二氧化硅層或者氮化硅層。

3.根據權利要求1所述的基于FP激光器的傳感芯片，其特征在于：所述PDMS外殼為底部開口的筒狀結構。

4.根據權利要求3所述的基于FP激光器的傳感芯片，其特征在于：所述PDMS外殼為長方體筒狀結構。

5.根據權利要求1所述的基于FP激光器的傳感芯片，其特征在于：所述基于FP激光器的傳感芯片布置于探測器下方，PDMS外殼的頂面正對與探測器的下方面。

6.根據權利要求1所述的基于FP激光器的傳感芯片，其特征在于：所述樣品注入口和樣品流出口位于PDMS外殼頂面的兩端。

7.制備權利要求1-6任意一項所述的傳感芯片的制備方法，其特征在于，步驟如下：

（1）在FP激光器的出光端面上生長一層膜，該膜為介質隔離層；

（2）在介質隔離層上蒸發一層金屬膜，然后利用微納加工技術將金屬膜制作成為金屬陣列結構；

（3）利用PDMS翻模技術制成底部開口的PDMS膜，形成呈筒狀結構的PDMS外殼；

（4）在PDMS外殼的頂部打孔，形成樣品注入口和樣品流出口；

（5）在介質隔離層上，將PDMS外殼和介質隔離層上表面外沿進行電暈處理后鍵合，制作完成傳感芯片，PDMS外殼與介質隔離層上表面之間的空腔配合樣品注入口、樣品流出口形成微流通道。

8.根據權利要求7所述制備方法，其特征在于：步驟（1）中的介質膜隔離層采用化學氣相沉積或磁控濺射技術進行生長；步驟（2）中的微納加工技術采用聚焦離子束直接寫入技術或者電子束曝光技術。

9.根據權利要求7所述制備方法，其特征在于：步驟（5）采用電暈方法對PDMS和介質隔離層表面進行處理，使二者兩表面形成不可逆鍵合，形成一個完整的傳感芯片。

10.根據權利要求7所述制備方法，其特征在于：所述傳感芯片用于特定分子檢測時，在金屬陣列結構的表面增加化學修飾物層、交聯劑層和生物單分子層；所述化學修飾物層所使用的化學試劑為亞二硫基二乙酸，交聯劑層為EDC/NHS，生物分子層為抗原、抗體、生物素、蛋白質或核酸分子。