[发明专利]一种生物蛋白膜表面图案化制作方法

说明书

本发明公开了一种生物蛋白膜表面图案化制作方法，该方法包括以下步骤：S1.制备超材料阵列；S2.制备生物蛋白膜；S3.将所述超材料阵列与所述生物蛋白膜接触，通过电磁波对所述超材料阵列进行辐射；S4.移动所述生物蛋白膜，在所述生物蛋白膜表面进行图案直写；S5.通过显影液对所述生物蛋白膜进行显影。本发明不需要掩膜版，可以直接通过超材料阵列对生物蛋白膜进行加工，操作简便；本发明中经图案直写的生物蛋白膜的分辨率与超材料阵列间隙尺寸有关，可以达到纳米级分辨率，分辨率较高；本发明中的超材料阵列具有多个基元结构，该基元结构可以作为光刻直写头，使得多个光刻直写头可以同步工作，直写效率较高。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种生物蛋白膜表面图案化制作方法。

背景技术

蛋白质是构成生命体的最小活性单位，即最基本的生命形式。在生命发育的不同阶段，蛋白质的种类和构成不一样；在不同组织中，细胞表达的蛋白质差异很大。基因是遗传功能单位，指令合成蛋白质。基因突变，其表达产物——蛋白质必须随之发生异常，任何疾病的发生和发展都会首先在蛋白质水平上表达出来。因此，在蛋白质层次上探讨生命活动规律，研究疾病发生的机理，不仅对于认识生命现象，而且对疾病的早期准确诊断，都有重要意义。

一些生物蛋白，例如蛛丝蛋白、蚕丝蛋白等，其水溶解特性主要由其二级结构的组成决定，其二级结构主要包括无规卷曲(random coil)、α螺旋(α-helix)和β折叠(β-sheet)，三者在水中的溶解性逐步递减。生物蛋白在外界电场作用下，作用区域中β折叠的组分比例会增大，从而在水溶液环境下形成稳定的生物蛋白微纳结构。因此，可以通过施加外界电场诱导生物蛋白构象发生改变以实现生物蛋白的图案化。然而，通过上述方法使生物蛋白实现图案化的方法尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物蛋白膜表面图案化制作方法，该方法利用生物蛋白在外界电场作用下构象会发生转变的原理，通过超材料阵列间隙中的强电场诱导生物蛋白膜发生构象转变(例如由无定型态转变为结晶态或发生碳化)，从而使电场作用区域中的生物蛋白膜发生交联，通过移动生物蛋白膜，实现在生物蛋白膜表面进行图案直写，并通过显影液实现生物蛋白膜表面图案化。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种生物蛋白膜表面图案化制作方法，该方法包括以下步骤：

S1.制备超材料阵列；

S2.制备生物蛋白膜；

S3.将所述超材料阵列与所述生物蛋白膜接触，通过电磁波对所述超材料阵列进行辐射；

S4.移动所述生物蛋白膜，在所述生物蛋白膜表面进行图案直写；

S5.通过显影液对所述生物蛋白膜进行显影。

优选的，所述步骤S1包括以下步骤：

S11.准备基底材料，在所述基底材料上形成绝缘层；

S12.在所述绝缘层的一表面光刻并刻蚀形成腐蚀窗口；

S13.在所述绝缘层的另一表面通过电子束蒸发金属材料；

S14.对蒸发有所述金属材料的基底材料进行光刻、刻蚀，形成超材料阵列；

S15.采用腐蚀液从所述腐蚀窗口释放所述超材料阵列。

优选的，所述基底材料为硅片；

所述绝缘层为氮化硅层或二氧化硅层，其通过低温化学气相沉积法形成，预应力为50MPa-200MPa，厚度为100nm-5000nm；

所述金属材料选自Cr/Au、Ti/Au、TiW/Au、Ti/Cu、TiW/Cu、Ag和Al中的一种，其厚度为1nm/10nm–500nm/5000nm；