[发明专利]一种一体化表面等离子共振芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种一体化表面等离子共振芯片，其特征在于：整体结构中自上而下分别为芯片框架、传感芯片和匹配膜；芯片框架位于最上层，芯片框架上具有与流通池大小相同的镂空区域，用于对流通池的限位，增加芯片的整体强度；传感芯片位于芯片框架与匹配膜之间，传感芯片的金属面与芯片框架的镂空区域框架进行连接，同时非金属面与匹配膜紧密贴合，三层结构紧密配合作为整体。

2.根据权利要求1所述的一种一体化表面等离子共振芯片，其特征在于：传感芯片包括玻璃基底和金属薄膜两部分。

3.根据权利要求1所述的一种一体化表面等离子共振芯片，其特征在于：芯片框架为主体框架。

4.根据权利要求1所述的一种一体化表面等离子共振芯片，其特征在于：匹配膜用于将一体化表面等离子共振芯片和棱镜的贴合。

5.根据权利要求1所述的一种一体化表面等离子共振芯片，其特征在于：一体化表面等离子共振芯片制备时就已完成金属薄膜表面的分子修饰工作和非金属面的匹配膜压印工作，使用时直接和光学棱镜贴合即可，无需借助其他材料。

6.根据权利要求1所述的一种一体化表面等离子共振芯片，其特征在于：匹配膜本身具有一定弹性，匹配膜与棱镜贴合后，传感芯片与棱镜贴合的一致性更好，有效减少因匹配液使用产生的干涉条纹；配合棱镜上的限位槽结构，实现光学棱镜、一体化表面等离子共振芯片和流通池水平位置的一致性。

7.利用权利要求1所述一体化表面等离子共振芯片进行的制备方法，其特征在于：该制备方法的实施步骤如下，

1)玻璃芯片依次进行预处理、镀膜和金属表面分子修饰；

2)使用点胶机在芯片框架上匀涂一定量紫外胶，将传感芯片分子修饰面贴合在紫外胶上；

3)在传感芯片非金属面匀涂一层液体软胶，并将采用软光刻工艺制作的软模具放置在液体软胶上，均匀按压排出多余液体软胶；

4)液体软胶室温固化后，再将软模具剥离即得到一体化表面等离子共振芯片。

8.根据权利要求7所述的一体化表面等离子共振芯片进行的制备方法，其特征在于：传感芯片的制作步骤如下：

1)玻璃芯片预处理：采用酒精、去离子水对玻璃芯片表面处理，去除表面污渍；

2)镀膜：使用真空溅射仪在玻璃芯片表面溅射一定厚度的金属薄膜；

3)表面修饰：对镀金后的玻璃芯片进行清洗，在金属薄膜表面修饰相应蛋白得到所需传感芯片。

9.根据权利要求7所述的一体化表面等离子共振芯片进行的制备方法，其特征在于：上述匹配膜的软模具制作步骤如下：

1)首先使用光刻工艺在单晶硅片上光刻出相应的微纳图案，作为软模具模板；

2)在软模具模板上均匀浇筑一层PDMS；

3)加热PDMS固化得到PDMS软模具，并将PDMS软模具从软模具模板上剥离。

10.根据权利要求7所述的一体化表面等离子共振芯片进行的制备方法，其特征在于：金属薄膜是单层金属膜、多层金属膜、复合金属膜或自组装金属膜，厚度为45～50nm，用于表面等离子共振传感；同时金属薄膜是金属阵列形式，和匹配膜阵列一致；

芯片框架选用硬塑类材料、PCB板或金属材料，硬塑类材料为PMMA；

匹配膜图案与微纳图案相同，具有周期性的凹槽结构；匹配膜凸起部分图案是正方形、圆形和长方形，凸起部分间隙就是匹配膜凹槽结构；

液体软胶材质是环氧树脂胶或者是光固化胶，固化后具有一定弹性，同时与棱镜和玻璃芯片折射率相近；

所述软模具模板制作步骤具体包括：对单晶硅片烘烤之后，在硅片表面旋涂负性光刻胶；经过前烘、曝光和后烘步骤后，将硅片放入显影液中进行显影；最后对硅片进行120℃坚膜处理得到所需软模具模板。