[发明专利]基于集成光波导传感器的溶血分析仪及其制备方法

权利要求书

1.一种基于集成光波导传感器的溶血分析仪，其特征在于：包括石英衬底(3)、沉积附着于石英衬底(3)上表面的集成光子波导(Ⅰ)、包裹在集成光子波导(Ⅰ)上方的纳米过滤器(Ⅱ)、紧贴放置于纳米过滤器(Ⅱ)上的微流控通道(Ⅲ)，所述的集成光子波导包括中间螺旋型波导(1)、与螺旋型波导(1)的两侧相连的耦合光栅(2)，所述的微流控通道(Ⅲ)经过纳米过滤器(Ⅱ)上开设的开口。

2.根据权利要求1所述的基于集成光波导传感器的溶血分析仪，其特征在于：所述的螺旋型波导(1)和耦合光栅(2)采用相同的氮化硅材料，所述的螺旋型波导(1)为等间距等宽度的单条波导。

3.根据权利要求1所述的基于集成光波导传感器的溶血分析仪，其特征在于：所述的纳米过滤器(Ⅱ)与集成光子波导(Ⅰ)平行紧贴放置，所述的纳米过滤器(Ⅱ)开口部分对应于集成光子波导(Ⅰ)的螺旋型波导(1)部分。

4.根据权利要求1或2或3所述的基于集成光波导传感器的溶血分析仪，其特征在于：所述的纳米过滤器(Ⅱ)开设有若干开口(4)，开口(4)口径为150-450nm，开口之间的间距300-900nm。

5.根据权利要求4所述的基于集成光波导传感器的溶血分析仪，其特征在于：所述的开口(4)为圆形或正方形或菱形或三角形，所述的若干开口(4)形成孔洞阵列。

6.根据权利要求4所述的基于集成光波导传感器的溶血分析仪，其特征在于：所述的微流控通道(Ⅲ)的传感窗口(5)与纳米过滤器(Ⅱ)接触，其尺寸为1-2mm，所述的微流控通道(Ⅲ)的上表面开设有注入口(6)和清洗液出口(7)，口径均为0.4-0.7mm。

7.根据权利要求1或2或3或5或6所述的基于集成光波导传感器的溶血分析仪，其特征在于：所述的溶血分析仪的尺寸为2-3mm。

8.根据权利要求7所述的基于集成光波导传感器的溶血分析仪，其特征在于：所述的微流控通道(Ⅲ)放置于纳米过滤器(Ⅱ)开口(4)正上方，所述的微流控通道(Ⅲ)的传感窗口(5)对准纳米过滤器(Ⅱ)上的开口(4)或孔洞阵列。

9.一种如权利要求1或2或3或5或6或8所述的基于集成光波导传感器的溶血分析仪的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)清洗石英衬底(3)并利用等离子增强化学气相沉积法沉积氮化硅薄膜；

2)采用紫外曝光在光刻胶上得到螺旋线波导(1)图案和耦合光栅(2)图案结构；

3)采用反应离子刻蚀(Reactive-ion etching，RIE)选择性刻掉氮化硅，把螺旋线波导(1)图案和耦合光栅(2)图案转移到氮化硅薄膜上；

4)清洗剩余的光刻胶，得到螺旋型波导(1)和耦合光栅(2)，完成集成光子波导(Ⅰ)的制造；

5)再次利用等离子增强化学气相沉积法(Plasma-enhanced

chemical vapor deposition，PECVD)沉积氧化硅上包层；

6)采用电子束光刻在相应位置的电子胶上得到纳米过滤器(Ⅱ)的开口(4)图案；

7)再次反应离子刻蚀(Reactive-ion etching，RIE)选择性刻掉氧化硅，清洗剩余的残胶，在氧化硅上包层得到完成开口(4)的纳米过滤器(Ⅱ)；

8)制作微流控通道(Ⅲ)，并开设注入孔(6)，清洗液出口(7)和输入孔(5)；

9)接着，对溶血分析仪本身进行测试，即引入LED和CCD、通入样品，测试不同血红蛋白浓度下血浆对光场的吸收，待确定传感溶血分析仪复合技术指标后，进行机电封装，完成溶血分析仪的制备。