[發(fā)明專利]一種半接觸式點(diǎn)樣儀及微懸臂梁傳感芯片的制備方法

有效

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• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113189358B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于海濤
• 申請（專利權(quán)）人: 上海邁振電子科技有限公司
• 主分類號: G01N35/10
• 分類號: G01N35/10;G01N1/28
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;賈允

本申請實(shí)施例所公開的一種半接觸式點(diǎn)樣儀及微懸臂梁傳感芯片的制備方法，通過注射泵控制毛細(xì)管針中樣品液的液面形成凸出的液面，并通過控制移動(dòng)平臺(tái)，使得凸出的樣本液與待點(diǎn)樣微懸臂梁傳感芯片接觸，在張力作用下，待點(diǎn)樣微懸臂梁傳感芯片上形成樣品液液滴，可以防止樣品液飛濺造成器件失效和樣品浪費(fèi)。并且通過使用注射泵提供泵入/推出樣品液的壓力，無需將樣品液擠出針尖，適用于粘稠的樣品液。此外，該點(diǎn)樣儀整體結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及傳感芯片的制備領(lǐng)域，尤其涉及一種半接觸式點(diǎn)樣儀及微懸臂梁傳感芯片的制備方法。

背景技術(shù)

微懸臂梁是利用微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS，Micro?Electro?Mechanical?System)工藝制備的板條狀機(jī)械結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的一端懸空，另一端固定，常被用作生化傳感器。在微懸臂梁被用作生化傳感器時(shí)有兩種不同的工作模式，一種是靜態(tài)工作模式，即應(yīng)力工作模式，另一種是動(dòng)態(tài)工作模式，即諧振工作模式。不管處于哪種工作模式，都需要通過點(diǎn)樣將敏感材料上載至微懸臂梁懸空端的敏感區(qū)域。由于微懸臂梁敏感區(qū)域的面積非常微小，典型值為100微米×100微米，因此必須借助點(diǎn)樣儀來實(shí)現(xiàn)敏感材料的上載。

傳統(tǒng)的點(diǎn)樣儀一般采用非接觸式噴射點(diǎn)樣方法，利用壓電噴頭控制敏感材料噴射量。其中，壓電噴頭的工作原理是在硅片上刻蝕出腔體和細(xì)小的噴嘴，并在腔體的背面貼上壓電陶瓷，工作時(shí)對壓電陶瓷施加電壓，壓電陶瓷產(chǎn)生形變并帶動(dòng)硅片產(chǎn)生彎曲和凹凸形變，以使得腔體的體積迅速發(fā)生變化，進(jìn)而噴射出液體微滴。然而，該種點(diǎn)樣方法存在如下弊端：

(1)由于液體表面張力作用，該種方式噴射出來的液滴往往體積較大，容易造成敏感材料的浪費(fèi)；

(2)在壓電噴頭接觸到器件表面時(shí)往往會(huì)發(fā)生飛濺，使得敏感材料粘附到微懸臂梁的非敏感區(qū)域，進(jìn)而會(huì)造成器件的失效；

(3)對樣品的要求較高，對粘稠的液體或者顆粒物懸濁液都難以實(shí)現(xiàn)順利噴射；

(4)點(diǎn)樣儀價(jià)格高昂，增加了制造成本。

發(fā)明內(nèi)容

本申請實(shí)施例提供了一種半接觸式點(diǎn)樣儀及微懸臂梁傳感芯片的制備方法，可以防止樣品液飛濺造成的器件失效和樣品浪費(fèi)，并且無需將樣品液擠出針尖，適用于粘稠的樣品液。

本申請實(shí)施例提供了一種半接觸式點(diǎn)樣儀，該點(diǎn)樣儀包括：移動(dòng)平臺(tái)和設(shè)置在移動(dòng)平臺(tái)上的注射系統(tǒng)；

注射系統(tǒng)包括注射泵、連接管、持針器、夾持器和毛細(xì)管針；

連接管的一端與注射泵連接，連接管的另一端與持針器連接，夾持器與持針器的外壁連接，毛細(xì)管針安裝在持針器的端部；

注射泵用于提供泵入/推出樣品液的壓力，毛細(xì)管針具有注射切面，注射切面與毛細(xì)管針的軸向平面的夾角小于90度，夾持器用于調(diào)整毛細(xì)管針的注射切面相對于待點(diǎn)樣微懸臂梁傳感芯片的傾斜角度；

移動(dòng)平臺(tái)用于承載待點(diǎn)樣微懸臂梁傳感芯片，以及調(diào)整待點(diǎn)樣微懸臂梁傳感芯片與毛細(xì)管針間的相對位置。

進(jìn)一步地，毛細(xì)管針包括：

容置腔，容置腔用于容置樣品液；

設(shè)置在容置腔的端部的針頭，針頭具有注射切面；

針頭用于在注射泵提供的泵入樣品液的壓力作用下，通過注射切面吸取樣品液至容置腔內(nèi)，以及在注射泵提供的推出樣品液的壓力作用下，通過注射切面注射樣品液至待點(diǎn)樣微懸臂梁傳感芯片上。

進(jìn)一步地，毛細(xì)管針的注射切面與待點(diǎn)樣微懸臂梁傳感芯片的傾斜角度在區(qū)間[5°,75°]內(nèi)。

進(jìn)一步地，針頭的內(nèi)壁直徑在區(qū)間[10μm,100μm]內(nèi)。

進(jìn)一步地，移動(dòng)平臺(tái)包括底座、左移動(dòng)平臺(tái)、載物臺(tái)和升降旋轉(zhuǎn)組件；