[发明专利]一种半接触式点样仪及微悬臂梁传感芯片的制备方法

说明书

本申请实施例所公开的一种半接触式点样仪及微悬臂梁传感芯片的制备方法，通过注射泵控制毛细管针中样品液的液面形成凸出的液面，并通过控制移动平台，使得凸出的样本液与待点样微悬臂梁传感芯片接触，在张力作用下，待点样微悬臂梁传感芯片上形成样品液液滴，可以防止样品液飞溅造成器件失效和样品浪费。并且通过使用注射泵提供泵入/推出样品液的压力，无需将样品液挤出针尖，适用于粘稠的样品液。此外，该点样仪整体结构简单，成本低廉。

技术领域

本发明涉及传感芯片的制备领域，尤其涉及一种半接触式点样仪及微悬臂梁传感芯片的制备方法。

背景技术

微悬臂梁是利用微机电系统(MEMS，Micro Electro Mechanical System)工艺制备的板条状机械结构，该结构的一端悬空，另一端固定，常被用作生化传感器。在微悬臂梁被用作生化传感器时有两种不同的工作模式，一种是静态工作模式，即应力工作模式，另一种是动态工作模式，即谐振工作模式。不管处于哪种工作模式，都需要通过点样将敏感材料上载至微悬臂梁悬空端的敏感区域。由于微悬臂梁敏感区域的面积非常微小，典型值为100微米×100微米，因此必须借助点样仪来实现敏感材料的上载。

传统的点样仪一般采用非接触式喷射点样方法，利用压电喷头控制敏感材料喷射量。其中，压电喷头的工作原理是在硅片上刻蚀出腔体和细小的喷嘴，并在腔体的背面贴上压电陶瓷，工作时对压电陶瓷施加电压，压电陶瓷产生形变并带动硅片产生弯曲和凹凸形变，以使得腔体的体积迅速发生变化，进而喷射出液体微滴。然而，该种点样方法存在如下弊端：

(1)由于液体表面张力作用，该种方式喷射出来的液滴往往体积较大，容易造成敏感材料的浪费；

(2)在压电喷头接触到器件表面时往往会发生飞溅，使得敏感材料粘附到微悬臂梁的非敏感区域，进而会造成器件的失效；

(3)对样品的要求较高，对粘稠的液体或者颗粒物悬浊液都难以实现顺利喷射；

(4)点样仪价格高昂，增加了制造成本。

发明内容

本申请实施例提供了一种半接触式点样仪及微悬臂梁传感芯片的制备方法，可以防止样品液飞溅造成的器件失效和样品浪费，并且无需将样品液挤出针尖，适用于粘稠的样品液。

本申请实施例提供了一种半接触式点样仪，该点样仪包括：移动平台和设置在移动平台上的注射系统；

注射系统包括注射泵、连接管、持针器、夹持器和毛细管针；

连接管的一端与注射泵连接，连接管的另一端与持针器连接，夹持器与持针器的外壁连接，毛细管针安装在持针器的端部；

注射泵用于提供泵入/推出样品液的压力，毛细管针具有注射切面，注射切面与毛细管针的轴向平面的夹角小于90度，夹持器用于调整毛细管针的注射切面相对于待点样微悬臂梁传感芯片的倾斜角度；

移动平台用于承载待点样微悬臂梁传感芯片，以及调整待点样微悬臂梁传感芯片与毛细管针间的相对位置。

进一步地，毛细管针包括：

容置腔，容置腔用于容置样品液；

设置在容置腔的端部的针头，针头具有注射切面；

针头用于在注射泵提供的泵入样品液的压力作用下，通过注射切面吸取样品液至容置腔内，以及在注射泵提供的推出样品液的压力作用下，通过注射切面注射样品液至待点样微悬臂梁传感芯片上。

进一步地，毛细管针的注射切面与待点样微悬臂梁传感芯片的倾斜角度在区间[5°,75°]内。

进一步地，针头的内壁直径在区间[10μm,100μm]内。

进一步地，移动平台包括底座、左移动平台、载物台和升降旋转组件；