[发明专利]一种基于电容性超材料结构的人工表面等离激元的微流控检测芯片结构及其制备、检测方法

权利要求书

1.一种基于电容性超材料结构的人工表面等离激元的微流控检测芯片结构，其特征在于，包括由下自上依次生长的衬底层、具有电容性超材料结构的人工表面等离激元金属层、微流通道层；

具有电容性超材料结构的人工表面等离激元金属层中每个开口谐振环单元均被微流通道层中的一条微流控通道覆盖；

所有微流控通道的入口即阀门注入孔和所有微流控通道的出口即阀门输出孔分别设置在微流控检测芯片结构的两侧。

2.根据权利要求1所述的一种基于电容性超材料结构的人工表面等离激元的微流控检测芯片结构，其特征在于，所述电容性超材料结构为开口谐振环结构、电容电感谐振超材料结构、开口谐振环阵列结构或电容电感谐振超材料阵列结构。

3.根据权利要求1所述的一种基于电容性超材料结构的人工表面等离激元的微流控检测芯片结构，其特征在于，所述具有电容性超材料结构的人工表面等离激元金属层的材质包括Ti/Au。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种基于电容性超材料结构的人工表面等离激元的微流控检测芯片结构，其特征在于，所述微流通道层的材质包括聚二甲基硅氧烷材料；所述衬底层的材质为厚度为200微米的高阻硅衬底。

5.权利要求1-4任一所述的基于电容性超材料结构的人工表面等离激元的微流控检测芯片结构的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：

①清洗衬底层并旋涂光刻胶；

②利用光刻技术，在步骤②旋涂有光刻胶的衬底层上定义所述具有电容性超材料结构的人工表面等离激元金属层图形，并显影图形；

③利用电子束蒸发镀膜技术和剥离技术，在步骤②经过图形定义的所述衬底层上蒸镀所述具有电容性超材料结构的人工表面等离激元金属层；

④在所述具有电容性超材料结构的人工表面等离激元金属层上制备所述微流通道层，即得。

6.根据权利要求5所述的基于电容性超材料结构的人工表面等离激元的微流控检测芯片结构的制备方法，其特征在于，所述步骤①，清洗衬底层，包括：

首先，依次采用DECON、去离子水、丙酮清洗衬底层；

然后，采用去离子水冲洗衬底层；

最后，用氮气吹干衬底层。

7.根据权利要求5所述的基于电容性超材料结构的人工表面等离激元的微流控检测芯片结构的制备方法，其特征在于，所述步骤④，包括：所述微流通道层根据所需图形模具制作完成后，在温度为85℃恒温干燥箱内干燥30分钟，用打孔器在所述微流通道层表面制作两个液体注入孔，通过键合工艺将所述微流通道层键合到具有周期性孔状或锯齿状结构的人工表面等离激元金属层表面。

8.通过权利要求1-5任一所述的基于电容性超材料结构的人工表面等离激元的微流控检测芯片结构进行检测的方法，其特征在于，包括步骤如下：

(1)将微流控检测芯片结构与矢量网络分析仪相连接，进行芯片S参数表征测试，获得微流控检测芯片结构在未注入待检测液体时的透射率频谱响应；

(2)将待检测液体通过液体注入孔注入所述微流通道层，并使待检测液体完全覆盖具有周期性结构的人工表面等离激元金属层，再次进行S参数表征测试，获得微流控检测芯片结构在覆盖了待检测液体后的透射率频谱响应；

(3)根据步骤(1)得到的透射率频谱响应及步骤(2)得到的透射率频谱响应，求取谐振峰频率差值；

(4)将步骤(3)求取的谐振峰频率差值，对比已知的不同浓度溶液对应的谐振峰频率差值，得到待检测液体的浓度。