[发明专利]紫外线曝光成型硅基生物传感器的设计与制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及传感器设备及其制作方法。具体来说，本发明涉及一种基于可大量渗透气体分子但不渗透非气态分子和离子的紫外线曝光成型硅基生物传感器的设计与制备方法。

背景技术

有机硅，即有机硅化合物，是指含有Si-O键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物，习惯上也常把那些通过氧、硫、氮等使有机基与硅原子相连接的化合物也当作有机硅化合物。其中，以硅氧键（-Si-0-Si-）为骨架组成的聚硅氧烷，是有机硅化合物中为数最多，研究最深、应用最广的一类，约占总用量的90%以上。目前已有许多以有机硅为材料的微加工薄膜，可大量渗透气体分子，但不渗透非气态分子和离子。然而成功应用的硅材料却不能直接进行光成型。因此使用间接的手段来实现光在表面特定位置的定型。共聚物本身不是一个光活性物质，但这种间接的方法可以使共聚物光成型。然而尽管得到的共聚物膜表现出代谢物（如葡萄糖）运输衰减的特性，且可自由地渗透氧气，但是制造过程仍是复杂的，会降低产量，提高成品的成本。

根据上述情况，有必要利用一种简单且可靠的制造工序来制作传感装置，用简单的步骤来制备可渗透气体但不渗透离子和代谢产物的膜。

发明内容

本发明阐述了光成型硅传感器膜及其制造方法。

本发明的目的之一是提供一种可渗透气体但不渗透非气态分子和离子的膜，该膜由光成型有机硅聚合物膜组成。

本发明的另一个目的是提供一种可渗透气体但不渗透非气态分子和离子的膜，该膜由基于倍半硅氧烷聚合物的光成型膜组成。

本发明的另一个目的是提供可渗透气体但不渗透非气态分子和离子的光成型膜的制作方法，包括：用有机硅聚合物形成一层表面，应用紫外线（UV）辐射照射该层的至少一部份，使聚合物在表面形成黏附膜，然后将黏附层暴露到显影机中，选择性地去除未暴露的聚合物，使黏附膜不受干扰。

本发明的另一个目的是提供可渗透气体但不渗透非气态分子和离子的光成型膜的制作方法，包括：用倍半硅氧烷聚合物形成一层表面，应用紫外线（UV）辐射照射该层的至少一部份，使聚合物在表面形成黏附膜，然后将黏附层暴露到显影机中，选择性地去除未暴露的聚合物，即光刻工艺。

本发明的另一个目的是提供可渗透气体但不渗透非气态分子和离子的光成型膜的制作方法，包括：在表面微喷一层定量的有机硅聚合物，应用紫外线（UV）辐射照射该层，使聚合物在表面形成黏附膜。

本发明的另一个目的是提供可渗透气体但不渗透非气态分子和离子的光成型膜的制作方法，包括：在表面微喷一层定量的倍半硅氧烷聚合物，应用紫外线（UV）辐射照射该层，使聚合物在表面形成黏附膜。

本发明的目的之一是提供一种传感装置，包括：可渗透气体但不渗透非气态分子和离子的光固化硅膜。

本发明的另一个目的是提供一种传感装置，包括：感应表面，覆盖感应表面的基质，以及覆盖至少基质一部分的光成型膜，该光成型膜由光不稳定的有机硅聚合物组成，可大量渗透气体分子但不渗透非气态分子和离子。

本发明的另一个目的是提供一种参考电极，包括：银-氯化银感应表面，覆盖感应表面的含有氯离子的基质，以及至少覆盖基质一部分的光成型硅膜，该硅膜可渗透水蒸气但不渗透离子，且必须带有至少一个光阑允许氯离子交换。

本发明的另一个目的是提供一种氧气传感装置，包括：惰性金属表面，覆盖感应表面的基质，以及至少覆盖基质一部分的光成型硅膜，该硅膜可渗透氧分子但不渗透非气态分子和离子。

本发明的另一个目的是提供一种二氧化碳传感装置，包括：pH值感应表面，覆盖感应表面的含有碳酸酐酶与氢醌的基质，以及覆盖基质的光成型微喷硅膜，其中该膜可渗透二氧化碳分子，但不渗透非气态分子和离子。

特别地，本文还阐述了可渗透气体分子但不渗透非气态分子和离子的光成型硅膜传感装置及其制作方法。根据本发明典型实施方案的第一个方面，一个传感装置包括感应表面和覆盖传感表面的基质。传感装置还包括覆盖至少基质一部分的光成型膜。该光成型膜由可渗透气体分子但不渗透非气态分子和离子的直接光成型的有机硅聚合物组成。