[发明专利]功能化微机械器件中所含流体管道的方法、含其的微机械器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于使一个或多个流体管道功能化的方法，所述流体管道覆盖有例如由硅制成的不透明壁。本发明还涉及一种包含能被功能化的流体管道的器件，并且还涉及它们的生产方法。

背景技术

在下文的描述中，表述“流体管道”应理解意为包括外围壁的管状结构，该外围壁横向限定流体能在其中循环的空间，并且包括入口和出口。流体管道的横剖面能为任何恒定的或不沿着管道的形状(圆形、多边形等)。毛细管、导管、管路都是本发明中使用的流体管道概念的同义词。

表面的功能化(functionalization)是将一个或多个兴趣分子紧固到表面上，从而它/它们保留它/它们的所有或部分性质的操作。因此，表面的功能化以兴趣分子及用于将它紧固到表面上的相关方法都能提供为前提。

在现有技术中已知若干类型的表面功能化方法。传统地，它们主要是通过化学反应使将被功能化的表面修饰，该化学反应旨在产生关于探针分子能被再活化的官能团。然后所述探针分子用于识别靶体，最终检测靶体的出现。

在这些表面功能化中遇到的主要困难在于反应性化学官能团的选择，使这些官能团结合以实现使探针在支撑物(support)表面上不动。例如，必须考虑支撑物表面的化学特性。

在硅基底的情况下，广泛使用硅烷类分子。然后使用表现出能通过表面的硅烷醇和可以或不可以被可能经化学修饰过的探针分子掩盖的反应性官能团与由硅制成的支撑物反应的硅烷官能团。一旦将硅烷固定在支撑物的表面上，通过利用互补的反应性官能团使上述探针分子定位于硅烷分子上。

为了在例如由硅制成的支撑物上限定必须经历功能化的区域，传统地利用通过自动机(或“点射(spotting)”)的局部反应的技术，该技术能精确定位硅烷的喷射以及因此限定通过不同特性的硅烷功能化的连续区域和孤立区域。

尽管如此，在点射不能到达的支撑物表面的情况下不能考虑该技术，特别是在旨在使位于密封腔体内表面上的表面区域离散的情况下。

使用这种假设，能提供例如，在将支撑物放入更复杂的器件中之前局部改变支撑物表面的可润湿性以随后优选地将包括硅烷的试剂导向可润湿性的改性区域。此外，能通过引入电连接的并且能用于电嫁接的金属触点来修饰支撑物表面。

然而，上述技术需要对表面的结构进行显著的修饰，增加了已经足够复杂的微机械器件的生产的复杂性。

还存在具有被光致变性的基团掩盖的官能团的硅烷。固定到支撑物表面上后，所述硅烷被去保护以释放官能团，该官能团自身对于由探针分子携带的互补官能团是反应性的。通过利用选择性曝光(insolation)，光去保护(photodeprotection)能被局部化并且能区分支撑物表面上的区域。

使用这种类型的硅烷，应该明白需要使表面容易获得曝光条件，由此当将被选择性功能化的表面形成闭合腔体的部分，且该闭合腔体的壁是不透明的，例如由硅制成或由另一种不透明材料制成时，出现问题。

大部分通过已知的光化学装置功能化的方法应用于直接光照进行光化学反应的平面表面的功能化。因为上述表面的光照是直接的，支撑物的特性仅涉及化学反应本身，而不涉及通过光照活化它的可能性。因此使用的支撑物能由塑料、玻璃、硅或任何其他不透明的材料制成。

毛细管形式或通道形式的闭合腔体(例如流体管道)的内部或管状支撑物的内部的功能化需要使用对光照透明的材料。事实上，为光照流体管道的内表面，光必须穿过壁，这构成间接光照表面。

其中，一种用于使其中具有毛细管形式的基底功能化的方法已经在文件WO2006/024722中描述。通过利用紫外灯曝光将化合物的反应性官能团去保护，然后使毛细管的活化表面与兴趣生物分子的溶液接触，产生毛细管的功能化。充分活化的毛细管必须由玻璃制成并且对UV光透明。

总之，因此在如微机械器件中能遇到的，在闭合腔体内，特别是在覆盖有硅层或其他不透明材料的流体管道内，不能考虑将标准的功能化技术用于局部嫁接兴趣分子(例如，探针)。这些器件例如从文件FR2931549中已知。

因此，需要提出一种有效的方法能使流体管道或通道功能化，该流体管道或通道包括至少一层不透明层的壁，即在本发明中该层对光去保护的光(通常为紫外光)不透明，该壁可以或可不包含在诸如申请FR2931549中描述的那种器件的器件中。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于使流体管道功能化的方法，所述流体管道的壁包括不透明层。