本發明專利技術公開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：清洗基片，在基片頂層上通過光刻、顯影、刻蝕等步驟制作微納平面波導型光學器件；在器件表面旋涂厚SU-8膠，通過對準曝光、后烘、顯影等步驟得到SU-8膠微流通道；將PDMS薄片覆蓋SU8層并永久鍵合，從而實現了平面波導型微納光學器件與微流控的集成；通過進液口注入相關試劑，完成對微環區域的化學修飾，再注入待測試劑溶液，通過觀察光功率或諧振譜的變化，從而實現了片上生物檢測的功能。該方法具有操作簡單、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。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及生物傳感器
，特別涉及一種基于倏逝光波檢測原理的。
技術介紹
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
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I 200微米，并且在一定溫度下具有很好的化學穩定性。
技術實現思路
(一 )要解決的技術問題有鑒于此，本專利技術的主要目的在于提供一種，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，本專利技術提供了一種，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，本專利技術具有以下有益效果1、本專利技術提供的這種，采用了 SU8層作為微流通道的中間層，PDMS薄膜作為密封層。2、本專利技術提供的這種，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、本專利技術提供的這種，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專利技術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專利技術做一個更詳細的描述，其中圖1為依照本專利技術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為依照本專利技術實施例的基于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為依照本專利技術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。具體實施例方式為使本專利技術的目的、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，對本專利技術進一步詳細說明。如圖1所示，圖1為依照本專利技術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，該方法包括以下步驟步驟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。通過進液口注入相關試劑，完成對微環區域的化學修飾，再注入待測試劑溶液，通過觀察光功率或諧振譜的變化，從而實現了片上生物檢測的功倉泛。其中，所述的微納平面波導型光學器件陣列芯片11包含線波導、馬赫-曾德(M-Z)干涉型、微環諧振腔或微盤諧振腔。制作所述微納平面波導型光學器件陣列芯片11的方法包括電子束曝光或深紫外光刻。所述的SU-8膠12包含各種型號的SU8膠，例如SU-8210或SU-82035。所述的對準光刻，要保證掩模板通道對準芯片上光學器件的待測區，并且要將器件兩端的光柵露出，以便插入光纖進行光的I禹合輸入和輸出。所述的PDMS薄層13是米用道康寧184灌封膠。所述的SU-8膠12表面修飾的方法有:利用APTES進行浸泡或烘焙。所述的等離子體是氧等離子體。所述的熱板烘烤溫度是70°C至80°C，時間在20分鐘至30分鐘。請參閱圖2和圖3所示，本專利技術提供的這種基于SU-8微流通道的平面波導型生物傳感器的制作方法，其具體工藝如下:步驟1:取一襯底10，清洗，去除有機和無機雜質，所述襯底10的材料為硅片、SOI片或有機材料襯底；如烘，對襯底10進行真空干燥；步驟2:旋涂電子束光刻膠，包括PMMA、ZAP和HSQ ;通過深紫外曝光或電子束曝光進行微納器件的圖形定義；步驟3:顯影定影后采用ICP等離子體刻蝕技術在基片的頂層上刻蝕出波導器件，包括線波導、馬赫-曾德(M-Z)干涉型、微環諧振腔、微盤諧振腔等平面波導型器件；刻蝕完成后，去除光刻膠，清洗得到平面波導型光學器件11 ；步驟4:對制作好的芯片先涂HDMS粘結劑，氮氣柜中冷卻幾分鐘，再旋涂SU8膠12，轉速約1000/分鐘，厚度約90μπι至130μπι，時間約為I分鐘。前烘，參數為65°C /I分鐘、95°C /70分鐘。步驟5:將掩模板上的對準標記與芯片上的對準標記精確對準，然后紫外曝光；曝光后靜置于氮氣柜中約15分鐘后，放置于熱板上后烘20分鐘后再顯影，后烘溫度為60°C或90。。。步驟6:顯影后用氧等離子體打膠機打膠，以去除底部和邊緣未顯影干凈的殘膠。步驟7:堅膜；梯度升溫，以增加SU-8膠12和基片10的粘附性。步驟8 :利用道康寧Sylgard 184的兩種組分按照10 I的比例進行混合，質量取決于所要的PDMS膠13的厚度；然后抽真空，除去氣泡；再加熱進行固化；本文檔來自技高網...
【技術保護點】
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。
【技術特征摘要】
1.一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。2.根據權利要求1所 述的集成有微流控系統的光學微納生物傳感器的制作方法，其中所述的微納平面波導型光學器件陣列芯片(11)包含線波導、馬赫-曾德干涉型、微...
【專利技術屬性】
技術研發人員：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，
類型：發明
國別省市：
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