多孔高分子薄膜生物芯片的制作方法技術(shù)

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(zhì)；步驟2：前烘，對襯底進(jìn)行真空干燥；步驟3：在經(jīng)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(jìn)行處理；步驟7：將雙官能團分子共價結(jié)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。其具有制作簡單易行，材料穩(wěn)定，生物兼容性，對設(shè)備和技術(shù)要求較低，同時兼具可靠性高、成本低廉等特點。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及生物芯片研究領(lǐng)域，特別涉及一種多孔高分子薄膜生物芯片的制作方法。
技術(shù)介紹
傳統(tǒng)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(chǎn)生許多生化廢棄物。生物芯片根據(jù)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(shù)結(jié)合在一起，實現(xiàn)了高通量快速檢測，成為生物檢測的載體平臺。隨著半導(dǎo)體微納加工工藝與傳統(tǒng)生化分析手段的結(jié)合，生物芯片迎來了快速發(fā)展的新階段。其中，多孔陣列式生物芯片的出現(xiàn)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(lǐng)域有重要意義，同時極具挑戰(zhàn)性?，F(xiàn)有多孔陣列式生物芯片大多采用半導(dǎo)體材料，以微納加工技術(shù)為依托，制作步驟復(fù)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。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)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(wěn)定，生物兼容性，對設(shè)備和技術(shù)要求較低，同時兼具可靠性高、成本低廉等特點。本專利技術(shù)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I :取一襯底，清洗，去除有機和無機雜質(zhì)；步驟2 :前烘，對襯底進(jìn)行真空干燥；步驟3 :在經(jīng)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(jìn)行處理；步驟7 :將雙官能團分子共價結(jié)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(jìn)一步說明本專利技術(shù)的內(nèi)容和特點，以下結(jié)合附圖及實施例對本專利技術(shù)做一詳細(xì)描述，其中圖I為本專利技術(shù)流程圖2為本專利技術(shù)多孔高分子薄膜生物芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施例方式請參閱圖I結(jié)合參閱圖2所示，本專利技術(shù)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I :取一襯底10，清洗，去除有機和無機雜質(zhì)，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?nèi)纫蚁⒈?、無水乙醇、去離子水中清洗，去除襯底10表面的有機雜質(zhì)，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(zhì)，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(zhì)量； 步驟2 :前烘，對襯底10進(jìn)行真空干燥；將清洗后的襯底10用氮氣吹干后裝入培養(yǎng)皿中，之后放入真空干燥箱內(nèi)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(jìn)一步提升有機薄膜11的質(zhì)量；步驟3 :在經(jīng)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(zhì)量此實驗步驟一般在凈化實驗室中進(jìn)行；步驟4 :將表面覆蓋有有機薄膜11的襯底10進(jìn)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(jù)需要選擇物理干法刻蝕或化學(xué)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(xué)試劑與有機薄膜11特異性作用，來達(dá)到有機薄膜11特定圖形區(qū)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(yīng)池，通孔陣列以矩形、環(huán)形、鏡像或密排等形式陣列排布，通孔陣列數(shù)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(xù)生物反應(yīng)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(yīng)池間?？妆诘暮穸热Q于后續(xù)生物反應(yīng)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(xué)性質(zhì)得到改善；步驟6 :將步驟1、2、3、4、5得到的多孔高分子薄膜生物芯片進(jìn)行表面處理；其中表面處理可以通過氧等離子體處理方式來進(jìn)行，其中氧氣氣流為300SCCM，功率100瓦-300瓦，時間2分鐘-5分鐘，其目的是實現(xiàn)材料表面清潔與改性；步驟7 :將雙官能團分子共價結(jié)合在該芯片表面，進(jìn)一步獲得表面活化的多孔高分子薄膜生物芯片。其中采用共價結(jié)合方式包括重氮法、肽鍵法或烷化法將雙官能團分子包括聚二乙醇、戊二醛、雙環(huán)氧己烷、雙亞胺甲酯、雙重氮聯(lián)苯胺_2，2’- 二磺酸或2，4，6-三氮雜苯等共價結(jié)合在芯片表面，其中雙功能團分子一端與芯片表面共價結(jié)合，一端可與生物分子結(jié)合，組裝成為表面活化的多孔高分子薄膜生物芯片。并且以步驟1、2、3、4或步驟1、2、3、4、5、6所制備的多孔高分子薄膜生物芯片或表面活化的多孔高分子薄膜生物芯片為平臺，可進(jìn)行多種生物樣品檢查與觀測。綜上所述，多孔高分子薄膜生物芯片和其制作方法至少有以下優(yōu)點I.本專利技術(shù)多孔高分子薄膜生物芯片提出了一種多孔高分子薄膜生物芯片結(jié)構(gòu)。2.本專利技術(shù)多孔高分子薄膜生物芯片的材料穩(wěn)定性高，制作工藝簡單，具有生物兼容性，對設(shè)備和技術(shù)要求較低，同時兼具可靠性高、成本低廉等特點。3.本專利技術(shù)多孔高分子薄膜生物芯片微孔深度、孔徑均有很大的調(diào)節(jié)范圍，適合多種應(yīng)用需求。 4.本專利技術(shù)多孔高分子薄膜生物芯片微孔表面蒸鍍無機薄膜，極大地改善了芯片的光學(xué)性能，進(jìn)一步提高了檢測的靈敏度?！?.本專利技術(shù)多孔高分子薄膜生物芯片表面處理過程操作簡便易行，可與多種雙官能團分子共價偶聯(lián)，降低了表面活化的難度。6.本專利技術(shù)多孔高分子薄膜生物芯片的制作方法結(jié)合表面活化過程，便于后續(xù)生物測試的進(jìn)行。以上所述，僅是本專利技術(shù)的實施例，并非對本專利技術(shù)作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本專利技術(shù)技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，仍屬于本專利技術(shù)技術(shù)方案范圍內(nèi)，因此本專利技術(shù)的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
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(zhì)；步驟2：前烘，對襯底進(jìn)行真空干燥；步驟3：在經(jīng)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(jìn)行處理；步驟7：將雙官能團分子共價結(jié)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。

【技術(shù)特征摘要】
1.一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I :取一襯底,清洗,去除有機和無機雜質(zhì)； 步驟2 :前烘，對襯底進(jìn)行真空干燥； 步驟3 :在經(jīng)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(jìn)行處理； 步驟7 :將雙官能團分子共價結(jié)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。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多孔高分子薄膜生物芯片的制作方法，其中所述通孔陣列中的每一個通孔形成一個體量小于納升的獨立反應(yīng)池，每一個通孔的橫截面的形狀為正多邊形或圓形，正多邊形的外接圓的直徑或圓形的直徑大于2微米，孔...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：韓偉靜，俞育德，李運濤，周曉光，孫英男，魏清泉，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：