[發明專利]基于陣列納米孔的多通道生物分子檢測芯片及其制作方法

有效

• 申請號: 202110270622.6
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113109403B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 沙菁?;劉巍;鄭斐;詹利建
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26;G01N27/327
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 曹婷

1.一種基于陣列納米孔的多通道生物分子檢測芯片，其特征在于，包括多孔納米孔膜(1)、至少兩個納米導線(2)和封裝層氧化硅(3)，每個所述納米導線(2)獨立分布，所述多孔納米孔膜(1)包括自下而上連接的下氧化硅層(101)、硅基底(102)和上氧化硅層(103)，所述封裝層氧化硅(3)與所述上氧化硅層(103)連接；

所述納米導線(2)設在所述上氧化硅層(103)的上表面并通過所述封裝層氧化硅(3)進行封裝，每個所述納米導線(2)的一端都設有納米孔(8)、另一端都設有孔(9)，所述納米孔(8)貫穿所述封裝層氧化硅(3)和所述上氧化硅層(103)，所述孔(9)貫穿所述封裝層氧化硅(3)，所述孔(9)作為引出端口(4)連接外部電路；

其中，所述納米孔(8)在所述封裝層氧化硅(3)的上表面呈陣列排列；

其中，在所述上氧化硅層(103)中的所述納米孔(8)底部的對應位置處：所述硅基底(102)和下氧化硅層(101)都形成了暴露窗口(7)，所述暴露窗口(7)用于讓所述納米孔(8)的底部形成薄膜窗口(104)。

2.一種基于陣列納米孔的多通道生物分子檢測芯片的制作方法，其特征在于，包括:

S1:通過低壓化學氣相沉積的方法，在硅基底(102)的下表面和上表面分別沉積下氧化硅層(101)、上氧化硅層(103)；

S2：在上氧化硅層(103)上涂抹光刻膠，并進行堅膜形成第一保護層(5)；

S3：在下氧化硅層(101)上涂抹光刻膠，并進行光刻、顯影、清洗、甩干、堅膜，下氧化硅層(101)形成帶暴露窗口(7)的第二保護層(6)；

S4：使用反應離子刻蝕系統，對所述暴露窗口(7)處的氧化硅進行去除，并將硅基底(102)置于氫氧化鉀溶液中對硅基底(102)進行刻蝕，獲得上氧化硅層(103)下表面的薄膜窗口(104)；

S5：對步驟S4獲得的薄膜窗口(104)進行食人魚溶液清洗，使其表面獲得大量羥基；

S6：將步驟S5中獲得的薄膜窗口(104)置于納米運動平臺上，并測量納米針頭與納米運動平臺之間的電容變化，確定薄膜窗口(104)的位置坐標；

S7：使用近場電紡技術，在薄膜窗口(104)定向沉積聚酰胺酸納米線(201)；

S8：將步驟S7中得到的聚酰胺酸納米線(201)浸入銀鹽溶液中生成羧酸銀鹽并清洗，再浸入還原性溶液還原成銀顆粒(202)并清洗，反復重復步驟S8，直至形成聚酰胺酸-銀復合納米線；

S9：對所述聚酰胺酸-銀復合納米線進行惰性氣體保護燒結，獲得聚酰胺酸-銀復合納米導線(2)；

S10：使用磁控濺射技術，在所述聚酰胺酸-銀復合納米導線(2)上覆蓋封裝層氧化硅(3)；

S11：使用聚焦離子束在所述聚酰胺酸-銀復合納米導線(2)的兩端進行打孔、剪薄，獲得多通道生物分子檢測芯片；

其中，每個所述聚酰胺酸-銀復合納米導線(2)的一端打有納米孔(8)、另一端打有孔(9)，所述納米孔(8)貫穿所述封裝層氧化硅(3)和所述上氧化硅層(103)，所述孔(9)貫穿所述封裝層氧化硅(3)，所述孔(9)作為引出端口(4)連接外部電路；

其中，所述納米孔在所述封裝層氧化硅(3)的上表面呈陣列排列。

3.如權利要求2所述的基于陣列納米孔的多通道生物分子檢測芯片的制作方法，其特征在于，步驟S11中，對所述聚酰胺酸-銀復合納米導線(2)的一端進行打孔時，對所述引出端口(4)處的封裝層氧化硅(3)進行剪薄以暴露所述聚酰胺酸-銀復合納米導線(2)，然后使用聚焦離子束在所述孔處沉積鉑金屬，最終得到引出端口(4)。

4.如權利要求3所述的基于陣列納米孔的多通道生物分子檢測芯片的制作方法，其特征在于，步驟S4中，對所述硅基底(102)進行刻蝕時，應充分刻蝕所述硅基底(102)且不能將上氧化硅層(103)刻穿。