[发明专利]生化分离检测一体芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种生化分离检测一体芯片，其特征在于,包括衬底、分离层固定相以及表面增强拉曼信号检测层，所述信号检测层通过第一黏合层连接到所述分离层固定相上。

2.根据权利要求1所述的生化分离检测一体芯片，其特征在于，所述分离层固定相包括由多个纳米单元构成的纳米阵列薄膜层；所述纳米阵列薄膜层的孔隙率为50%～70%；所述纳米单元的材料为SiO₂或Al₂O₃。

3.根据权利要求2所述的生化分离检测一体芯片，其特征在于，所述纳米单元为斜纳米棒；其中，以垂直于衬底的方向为基准，斜纳米棒倾斜的角度为20～50°。

4.根据权利要求3所述的生化分离检测一体芯片，其特征在于，所述分离层固定相包括多个纳米阵列薄膜层，其中相邻两层纳米阵列薄膜层中的斜纳米棒呈相反方向倾斜。

5.根据权利要求2所述的生化分离检测一体芯片，其特征在于，所述纳米单元为螺旋状纳米棒，并且所述螺旋状纳米棒的轴线垂直于衬底。

6.根据权利要求1所述的生化分离检测一体芯片，其特征在于，所述信号检测层为金属斜纳米棒阵列薄膜层，所述金属为Au或Ag,所述信号检测层的厚度为800～1000nm。

7.根据权利要求1-6任一所述的生化分离检测一体芯片，其特征在于，所述信号检测层500还包覆有一表面化学修饰材料层。

8.根据权利要求1-6任一所述的生化分离检测一体芯片，其特征在于，所述分离层固定相的厚度为3～5μm。

9.一种如权利要求1所述的生化分离检测一体芯片的制备方法，其特征在于，首先采用斜/掠角沉积工艺在衬底上生长分离层固定相，然后在分离层固定相上生长第一黏合层，最后采用斜/掠角沉积工艺在第一黏合层上生长具有斜纳米棒阵列的信号检测层，获得所述检测芯片；其中，所述分离层固定相包括由多个纳米单元构成的纳米阵列薄膜层；所述纳米阵列薄膜层的孔隙率为50%～70%；所述纳米单元的材料为SiO₂或Al₂O₃。

10.根据权利要求9所述的生化分离检测一体芯片的制备方法，其特征在于，所述芯片的分离层固定相包括多个纳米阵列薄膜层，所述衬底与所述分离层固定相之间还包括第二黏合层，所述制备方法具体包括步骤：

S101、在衬底上生长第二黏合层；

S102、采用斜/掠角沉积工艺在第二黏合层上生长具有斜纳米棒阵列的第一薄膜层；

S103、旋转样品台180°，生长具有斜纳米棒阵列的第二薄膜层；其中，第二薄膜层的纳米棒的倾斜角度与所述第一薄膜层的相反；

S104、重复步骤S103，获得具有多个纳米阵列薄膜层的分离层固定相；

S105、采用电子束沉积在所述分离层固定相上生长第一黏合层；

S106、采用斜/掠角沉积工艺在第一黏合层上生长具有斜纳米棒阵列的信号检测层；

其中，所述斜/掠角沉积工艺中沉积角度的范围是80～86°，沉积速率范围是0.2～0.4nm/s。

11.根据权利要求10所述的生化分离检测一体芯片的制备方法，其特征在于，所述斜纳米棒的直径为60～510nm，斜纳米棒之间的间隙为40～240nm；每一层纳米阵列薄膜层的厚度为500～1500nm。

12.根据权利要求9所述的生化分离检测一体芯片的制备方法，其特征在于，所述芯片的分离层固定相为螺旋状纳米棒阵列的薄膜层,所述衬底与所述分离层固定相之间还包括第二黏合层，所述制备方法具体包括步骤：

S201、在衬底上生长第二黏合层；

S202、采用斜/掠角沉积工艺，并且在沉积过程中控制样品台旋转，在所述第二黏合层生长具有螺旋状纳米棒阵列，获得具有多个螺旋状纳米棒阵列薄膜层的分离层固定相；

S203、采用电子束沉积工艺在所述分离层固定相上生长第一黏合层；

S204、采用斜/掠角沉积工艺在第一黏合层上生长具有斜纳米棒阵列的信号检测层；

其中，所述斜/掠角沉积工艺中沉积角度的范围是80～85°，沉积速率范围是0.2～0.4nm/s。