[发明专利]集成有微流控系统的光学微纳生物传感器的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物传感器技术领域，特别涉及一种基于倏逝光波检测原理的集成有微流控系统的光学微纳生物传感器的制作方法。

背景技术

生物传感器是一种将生物活性材料与相应换能器的结合体，能将待测物引起的变化转换成物理信号进行表征，实现对生物物质的测定。生物传感器不仅是生物技术领域不可或缺的一种分析方法和检测手段，并且与环境监控、食品卫生、疾病检测、药物研发息息相关。与热/声/电学生物传感器相比，光学生物传感器具有灵敏度高、抗电磁干扰能力强、噪声低等特点，非常具有发展前景。

平面波导型微纳光学生物传感器包含谐振型和非谐振型两种，当波导尺寸和介质中的光波长相当时，光场强度随离表面的距离指数式衰减，称其为消逝场，它是微纳米光波导的一大特点，利用该现象在波导界面处的扰动便能转化成波导模式的有效折射率、相位或振幅等变化。平面波导型生物传感器本质上均是基于这种波导表面消逝场的探测原理，其典型结构包括谐振型和非谐振型生物传感器。

目前平面波导型微纳光学生物传感器采用的微流控技术普遍是将预先制备好的PDMS微流通道直接键合在芯片上，或先将制备好的中间通道层贴合在芯片上，再用PDMS用以封闭通道，采用夹具的方式固定各层以防漏液。这些方法均需要将微流通道和芯片上器件进行准确的对准键合，但是由于微纳光学器件均在亚微米尺寸，所以对准键合操作就十分困难，另外，PDMS对键合时间要求较高，更增大了对准键合难度。而采用旋涂SU-8胶作为中间层，这样就避免了微流通道与芯片器件的手工键合操作。

SU-8是一种负胶，这种光刻胶在生物传感领域尤其是微流控方面应用比较广泛。它具有很多优点：较高的深宽比；厚度范围很宽，可达1～200微米，并且在一定温度下具有很好的化学稳定性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种集成有微流控系统的光学微纳生物传感器的制作方法，其具有操作简单、可靠性高的优点，适用于大部分的平面波导型微纳光学生物传感器的微流控系统制作。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种集成有微流控系统的光学微纳生物传感器的制作方法，包括：

步骤1：取一基片10，清洗干净，烘干，依次涂粘结剂和光刻胶；

步骤2：在基片10顶层上进行曝光，完成器件图形的定义；

步骤3：对显影后的基片10进行刻蚀，去胶，得到微纳平面波导型光学器件阵列芯片11；

步骤4：对该微纳平面波导型光学器件阵列芯片11进行前烘，并将SU8胶12旋涂在芯片11上，然后前烘；

步骤5：将光刻掩模铬板上的对准标记与芯片11上的对准标记进行对准，然后进行普通光刻，后烘；

步骤6：显影得到对应于微纳光学器件图形的微流通道12，然后坚膜；

步骤7：制作PDMS薄层13；

步骤8：对芯片上的SU-8胶12进行表面处理，对PDMS薄层13的键合面进行等离子体处理；

步骤9：将PDMS薄层13的键合面贴合到SU-8胶12的修饰面，并放置于热板上；

步骤10：对键合好的芯片进行打孔，得到进液口和出液口，这样就得到了集成有微流控系统的光学微纳生物传感器。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的这种集成有微流控系统的光学微纳生物传感器的制作方法，采用了SU8层作为微流通道的中间层，PDMS薄膜作为密封层。

2、本发明提供的这种集成有微流控系统的光学微纳生物传感器的制作方法，避免了手工进行微流通道与光学器件检测区域的对准，大大简化了操作难度。

3、本发明提供的这种集成有微流控系统的光学微纳生物传感器的制作方法，适用于各种平面波导型微纳光学器件微流控系统的制作。

附图说明

为了更详细的说明本发明的目的和特点以及实施方式，下面结合附图和具体实施例对本发明做一个更详细的描述，其中：

图1为依照本发明实施例的制作集成有微流控系统的光学微纳生物传感器的方法流程图；

图2为依照本发明实施例的基于SU-8胶微流通道的平面波导型生物传感器的制作工艺示意图。

图3为依照本发明实施例制作的集成有微流控系统的光学微纳生物传感器的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。