[发明专利]多孔高分子薄膜生物芯片的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物芯片研究领域，特别涉及一种多孔高分子薄膜生物芯片的制作方法。

背景技术

传统的生化分析过程缓慢、效率低、灵敏度差、消耗大量的生化试剂，同时产生许多生化废弃物。生物芯片根据生物分子间特异相互作用的原理将大量的生物分子阵列式固定在芯片表面，将生物检测和芯片技术结合在一起，实现了高通量快速检测，成为生物检测的载体平台。

随着半导体微纳加工工艺与传统生化分析手段的结合，生物芯片迎来了快速发展的新阶段。其中，多孔阵列式生物芯片的出现为小体量、高灵敏度、高通量的生化分析提供了一条简单易行的途径。

多孔阵列式生物芯片在微量PCR、DNA测序、微量样品检测等领域有重要意义，同时极具挑战性。

现有多孔阵列式生物芯片大多采用半导体材料，以微纳加工技术为依托，制作步骤复杂，价格昂贵。在此提出多孔高分子薄膜生物芯片的制作方法，其制作简单，价格低廉，广泛适用于微量生化样品的检测。

发明内容

本发明目的是提供一种多孔高分子薄膜生物芯片的制作方法，其具有制作简单易行，材料稳定，生物兼容性，对设备和技术要求较低，同时兼具可靠性高、成本低廉等特点。

本发明提供一种多孔高分子薄膜生物芯片的制作方法，包括如下步骤：

步骤1：取一衬底，清洗，去除有机和无机杂质；

步骤2：前烘，对衬底进行真空干燥；

步骤3：在经过真空干燥衬底的表面覆盖有机薄膜；

步骤4：刻蚀有机薄膜，在有机薄膜上形成通孔阵列，得到多孔高分子薄膜生物芯片；

步骤5：在多孔高分子薄膜生物芯片表面蒸镀无机薄膜；

步骤6：将蒸镀有无机薄膜的多孔高分子薄膜生物芯片用氧等离子体进行处理；

步骤7：将双官能团分子共价结合在该多孔高分子薄膜生物芯片表面，获得表面活化的多孔高分子薄膜生物芯片。

附图说明

为了进一步说明本发明的内容和特点，以下结合附图及实施例对本发明做一详细描述，其中：

图1为本发明流程图；

图2为本发明多孔高分子薄膜生物芯片的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1结合参阅图2所示，本发明为一种多孔高分子薄膜生物芯片的制作方法，包括如下步骤：

步骤1：取一衬底10，清洗，去除有机和无机杂质，所述衬底10的材料为石英片、光纤面板、有机薄板或硅片，清洗是依次使用超声波在分析纯三氯乙烯、丙酮、无水乙醇、去离子水中清洗，去除衬底10表面的有机杂质，随后使用氨水和双氧水的混合液，盐酸和双氧水的混合液，硫酸和双氧水的混合液加热煮沸衬底10，并使用去离子水冲洗，去除衬底10表面的无机杂质，此种清洗方式可除去衬底10表面的有机附着物和无机颗粒物，提高有机薄膜11的成膜质量；

步骤2：前烘，对衬底10进行真空干燥；将清洗后的衬底10用氮气吹干后装入培养皿中，之后放入真空干燥箱内前烘，前烘的温度一般高于100摄氏度，前烘操作目的是去除衬底10本身附带的水蒸气，增强衬底10与有机薄膜11之间的粘附性，进一步提升有机薄膜11的质量；

步骤3：在经过真空干燥的衬底10表面覆盖有机薄膜11；将PDMS或SU8光刻胶以旋涂、喷涂、固化或键合的方式覆盖在衬底10表面，为了保证有机薄膜11的质量此实验步骤一般在净化实验室中进行；

步骤4：将表面覆盖有有机薄膜11的衬底10进行刻蚀，形成多个通孔阵列12，得到多孔高分子薄膜生物芯片；根据需要选择物理干法刻蚀或化学湿法腐蚀的方式来制作通孔阵列12，其作用机理是利用气体等离子或化学试剂与有机薄膜11特异性作用，来达到有机薄膜11特定图形区域形成通孔阵列12。通孔阵列12中的每个微孔形成一个体量小于纳升的独立反应池，通孔阵列以矩形、环形、镜像或密排等形式阵列排布，通孔阵列数目不小于5000，孔深与有机薄膜11的厚度相同，有机薄膜11厚度大于5微米，每一个通孔的横截面形状为正多边形或圆形，正多边形或圆形大小取决于后续生物反应所需要的体量，正多边形的外接圆的直径或圆形的直径大于2微米，通孔阵列12之间通过孔壁的隔离形成的独立反应池间。孔壁的厚度取决于后续生物反应的检测方式，孔壁厚度大于2微米。

步骤5：在步骤1、2、3、4得到的多孔高分子薄膜生物芯片表面蒸镀无机薄膜13，其中无机薄膜13的材料为Al、Ti或Ag。蒸镀无机薄膜13后，多孔高分子薄膜生物芯片的光学性质得到改善；