[发明专利]一种分子检测用硫系玻璃薄膜生物传感芯片及其制备方法

摘要

本发明公开了一种分子检测用硫系玻璃薄膜生物传感芯片，包括自下而上依次叠置的衬底、包层薄膜、芯层薄膜和功能化层；衬底为硅片或石英玻璃片；包层薄膜的组成为Ge‑Te系硫系玻璃材料，包层薄膜的厚度为10～1000μm；芯层薄膜的组成为Ge‑Ga‑Te系硫系玻璃材料，芯层薄膜的厚度为0.5～10μm；功能化层为金纳米层，功能化层的厚度为5～100 nm；与III‑V半导体材料为基础的传感芯片相比，本发明生物传感芯片采用硫系玻璃材料，其毒性较小；本发明分子检测用硫系玻璃薄膜生物传感芯片的制备方法简便易行，制备的通过形成倏逝波原理的波导结构，工作范围在2～20μm，可用于病原体检测和分子识别，通过分子官能团的振动吸收信号放大并与分子特征图谱对比获得被检测分子信息。

主权项

1.一种分子检测用硫系玻璃薄膜生物传感芯片，其特征在于包括自下而上依次叠置的衬底、包层薄膜、芯层薄膜和功能化层；所述的衬底为硅片或石英玻璃片；所述的包层薄膜的组成为Ge‑Te系硫系玻璃材料，所述的包层薄膜的厚度为10～1000μm；所述的芯层薄膜的组成为Ge‑Ga‑Te系硫系玻璃材料，所述的芯层薄膜的厚度为0.5～10μm；所述的功能化层为金纳米层，所述的功能化层的厚度为5～100nm；该分子检测用硫系玻璃薄膜生物传感芯片的制备方法包括以下步骤：1)在磁控溅射镀膜系统中，采用硅片或石英玻璃片为衬底，将Ge‑Te系硫系玻璃材料靶材安装在直流磁控溅射靶中，将Ge‑Ga‑Te系硫系玻璃材料靶材安装在射频磁控溅射靶中；2)对磁控溅射镀膜系统的溅射腔室进行抽真空直至溅射腔室内真空度小于5×10‑4Pa；3)向溅射腔室内通入体积流量为47.6mL/min的高纯氩气直至溅射腔室内气压达到溅射所需的起辉气压0.25Pa；4)调整直流磁控溅射靶的溅射功率为10～90W，溅射速率为进行直流磁控溅射，在硅片或石英玻璃片衬底的表面溅射得到厚度为10～1000μm的包层薄膜；5)调整射频磁控溅射靶的溅射功率为10～50W，溅射速率为进行射频磁控溅射，在包层薄膜的表面溅射得到厚度为0.5～10μm的芯层薄膜，获得叠置有包层薄膜和芯层薄膜的衬底；6)向磁控溅射镀膜系统的溅射腔室充入空气后打开，取出步骤5)获得的叠置有包层薄膜和芯层薄膜的衬底，采用热蒸发法在芯层薄膜的表面镀金，热蒸发真空度小于5×10‑4Pa，在芯层薄膜的表面得到厚度为5～100nm的功能化层。