CN101915851B - 一种用来制作生物芯片的硅藻阵列化定位加工方法 - Google Patents
一种用来制作生物芯片的硅藻阵列化定位加工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101915851B CN101915851B CN2010102361241A CN201010236124A CN101915851B CN 101915851 B CN101915851 B CN 101915851B CN 2010102361241 A CN2010102361241 A CN 2010102361241A CN 201010236124 A CN201010236124 A CN 201010236124A CN 101915851 B CN101915851 B CN 101915851B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- substrate
- diatom
- temperature
- composite substrate
- under
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用来制作生物芯片的硅藻阵列化定位加工方法，该加工方法通过涂覆热熔胶→旋涂光刻胶→光刻→密排硅藻→加热软化定位→冷却去胶，将硅藻阵列化固定在基片表面，使制得的复合微流体基片中表面拥有硅藻的点阵，并且保持了硅藻原有的丰富外形、以及纳米级多孔微结构，使得该复合微流体基片在保证高通量的前提下，能够在生物芯片领域发挥自动装载检测探针和吸附靶分子的作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种制作生物芯片基片的加工方法，更特别地说，是指一种将硅藻阵列化加工在基片上的方法。经本发明方法制得的复合微流体基片应用到生物芯片领域，能够发挥自动装载检测探针和吸附靶分子的作用。
背景技术
硅藻是一种在自然界广泛存在的微生物。同其他微生物相比，它有着比较特殊的材质及结构(如球形、片形、环形、盘形、圆筒形、杆形、舟形等)。首先，硅藻壳的材质绝大部分由二氧化硅构成；其次，单体硅藻有着几微米到几十微米的体积，内部拥有空腔结构，表面拥有着使用机械方法难以加工出来的纳米级微孔。因此，单体硅藻表面纳米级微孔不仅具有吸附微小颗粒的作用，同时也具有过滤较大颗粒杂质以及缓慢释放内部液体的功能，其内部空腔还具有保存功能颗粒以及液体的功能。
硅藻土作为化石化的硅藻在自然界中作为矿产大量存在着，因而来源广泛、价格低廉、且不再含有蛋白质等有机质。
微流体基片，是结合生物技术、微电子、微机械等技术，把实验室中许多仪器的功能缩小到芯片上来处理。其具有的微小尺寸以及功能的高集成度，主要应用于微量样品的制备、进样、反应及检测。当夹杂有靶分子的流体流过微流体基片上的微流道时，微流体基片上的检测探针会与靶分子结合，发出荧光，完成检测反应。为了保证检测的高通量，常在基片表面制作阵列化的检测点阵。
发明内容
本发明的目的是提出一种将硅藻阵列化固定在基片表面的加工方法，该加工方法通过涂覆热熔胶→旋涂光刻胶→光刻→密排硅藻→加热软化定位→冷却去胶，将硅藻阵列化固定在基片表面，使制得的复合微流体基片中表面拥有硅藻的点阵，并且保持了硅藻原有的丰富外形、以及纳米级多孔微结构，使得该复合微流体基片在保证高通量的前提下，能够在生物芯片领域发挥自动装载检测探针和吸附靶分子的作用。
本发明的一种用来制作生物芯片的硅藻阵列化定位加工方法，包括有下列步骤：
步骤一：硅藻的预处理
将硅藻加入去离子水中搅拌均匀得到第一混合物；
用量：1g的硅藻中加入15ml～20ml的去离子水；
步骤二：基片的预处理
(A)按所需尺寸截取基片，并用去离子水冲洗后放入玻璃容器中；
(B)向玻璃容器中加入100ml～1000ml的去离子水，在功率700W～1000W、工作频率28KHz～40KHz的条件下超声清洗10min～30min得到第一预处理基片；
(C)将第一预处理基片放入另一玻璃容器中，加入质量浓度为95％的无水乙醇，然后置于超声清洗机中，在功率700W～1000W、工作频率28KHz～40KHz的条件下超声清洗10min～30min后，得到第二预处理基片；
(D)将第二预处理基片在温度为90℃～120℃中干燥20min～40min后，取出即得到清洁基片；
步骤三：在清洁基片上平铺热熔胶
(A)将步骤二处理得到的清洁基片安装在热烘板上，调节热烘板温度至110℃～140℃，并在此温度下保持恒温；然后将固体热熔胶置于清洁基片上，经5min～10min后固体热熔胶被融化平铺在清洁基片上；
(B)在20℃～35℃温度下冷却10min～15min后得到热熔胶基片；
每平方厘米的清洁基片上使用0.05g～0.15g的固体热熔胶；
在本发明中，使用的固体热熔胶的软化温度为60℃～80℃，且不溶于有机碱溶液；该固体热熔胶可以是热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯丙烯酸共聚物(EAA)、聚酰胺(PA)、聚酯(PES)和聚酯酰胺(PEA)中的一种。
步骤四：光刻制阵列化图形
(A)将经步骤三处理得到的热熔胶基片安装在匀胶机上；在第一转速为500r/min～1000r/min的条件下，滴加入0.5ml～2ml的光刻胶正胶；在第二转速为2500r/min～3500r/min的条件下，匀胶20s～40s后，得到第一复合基片；
(B)将第一复合基片安装在热烘板上，调节热烘板温度至110℃～120℃，并在此温度下进行前烘处理2min～3min，得到第二复合基片；
(℃)将第二复合基片安装在光刻机中，并在第二复合基片上安装具有阵列化图形的掩模；将第二复合基片在紫外线中曝光10s～20s，得到第三复合基片；
掩模(Mask)是光刻技术中进行图案转移的模板。在本发明中，掩模是用来将阵列化的图案转移到基片的工具。
(D)将第三复合基片置于质量百分比浓度为70％～95％的显影液中浸泡2s～5s后取出，然后用去离子水中浸泡5s～10s定影，第三复合基片表面阵列化图形区域的光刻胶被移除，露出热熔胶，得到第四复合基片；
(E)将第四复合基片安装在热烘板上，调节热烘板温度至120℃～130℃，并在此温度下进行后烘处理1min～2min后取出；
(F)在20℃～35℃温度下冷却10min～15min后得到第五复合基片；
步骤五：定位硅藻
(A)在第五复合基片表面均匀滴加第一混合物，并将其在20℃～35℃温度下静置15min～30min后得到第六复合基片；
用量：1平方厘米的第五复合基片上滴加50μl～100μl的第一混合物；
在本发明中，硅藻通过气-液界面张力在第五复合基片表面密布排列，提高了排列的效率，降低了硅藻的排列成本，减少了污染。
(B)将第六复合基片安装在热烘板上，调节热烘板温度至60℃～80℃，并在此温度下静置10min～20min后取出；
在本发明中，第六复合基片表面阵列化图形区域分布的硅藻被热熔胶定位。
(C)在20℃～35℃温度下冷却15min～30min后得到第七复合基片；
(D)将第七复合基片置于去胶液中浸泡3min～8min后取出，得到复合微流体基片。
本发明利用热熔胶和光刻工艺将硅藻阵列化固定在基片表面的加工方法，其具有的优点在于：
①硅藻在基片表面的阵列化排列是通过气-液界面张力、以及加热去胶完成的，相比于接触点样、微操作仪拨动等阵列化加工方法，本发明加工方法具有高效率、低成本、低污染等优点。
②在加热软化步骤中，采用低温环境(60℃～80℃)进行硅藻定位，能够保证硅藻的完整性以及微孔尺寸的稳定性，从而实现了复合微流体基片具有自动装载检测探针和吸附靶分子的功能。
③本发明制得复合微流体基片上的硅藻，因其微孔结构具有自动装载检测探针和吸附靶分子功能，能够提高生物芯片的检测效率，以及检测准确度。
④由于复合微流体基片上固定的硅藻具有阵列化分布，因此可以同时检测大量不同靶分子，达到检测的高通量目的。
⑤由于硅藻形状尺寸多种多样，如圆盘状、月牙状、球状、杆状、丝状等，并且表面拥有不同微纳米尺寸的微孔结构，使得复合微流体基片可以利用不同形状的硅藻制作多种微流道生物芯片。
⑥由于复合微流体基片上的硅藻全部由二氧化硅构成，本身透明且不发荧光；又因热熔胶是透明材质，而且在常用激发光波段下也不发荧光，二者应用在生物芯片领域不会给荧光检测带来影响。
附图说明
图1是本发明阵列化定位硅藻的加工示意图。
图2是实施例1中圆筛藻的电镜图片。
图2A是实施例1中掩模的外形结构示意图。
图2B是经实施例1方法制得的圆筛藻复合微流体基片的光学显微镜照片。
图2C是圆筛藻复合微流体基片吸附荧光蛋白的荧光显微镜照片。
图3是实施例2中直链藻的电镜图片。
图4是实施例3中桥弯藻的电镜图片。
图4A是经实施例3方法制得的桥弯藻复合微流体基片的光学显微镜照片。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明是一种利用热熔胶和光刻工艺将硅藻阵列化固定在基片上的加工方法，该加工方法中使用的硅藻是自然界中存在的，因此使用到的硅藻具有多种几何形状，这有利于制作多种复合微流体基片。因硅藻微孔结构，使得复合微流体基片具有自动装载检测探针和吸附靶分子功能，能够提高生物芯片的检测效率，以及检测准确度。
本发明是一种利用热熔胶和光刻工艺将硅藻阵列化定位在基片上的加工方法，该加工方法包括有下列步骤：
步骤一：硅藻的预处理
将硅藻加入去离子水中搅拌均匀得到第一混合物；
用量：1g的硅藻中加入15ml～20ml的去离子水；
步骤二：基片的预处理
(A)按所需尺寸截取基片，并用去离子水冲洗后放入玻璃容器中；
(B)向玻璃容器中加入100ml～1000ml的去离子水，在功率700W～1000W、工作频率28KHz～40KHz的条件下超声清洗10min～30min得到第一预处理基片；
(C)将第一预处理基片放入另一玻璃容器中，加入质量浓度为95％的无水乙醇，然后置于超声清洗机中，在功率700W～1000W、工作频率28KHz～40KHz的条件下超声清洗10min～30min后，得到第二预处理基片；
(D)将第二预处理基片在温度为90℃～120℃中干燥20min～40min后，取出即得到清洁基片；
步骤三：在清洁基片上平铺热熔胶
(A)将步骤二处理得到的清洁基片安装在热烘板上，调节热烘板温度至110℃～140℃，并在此温度下保持恒温；然后将固体热熔胶置于清洁基片上，经5min～10min后固体热熔胶被融化平铺在清洁基片上；
(B)在20℃～35℃温度下冷却10min～15min后得到热熔胶基片；
用量：每平方厘米的清洁基片上使用0.05g～0.15g的固体热熔胶；
在本发明中，使用的固体热熔胶的软化温度为60℃～80℃，且不溶于有机碱溶液；该固体热熔胶可以是热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯丙烯酸共聚物(EAA)、聚酰胺(PA)、聚酯(PES)和聚酯酰胺(PEA)中的一种。
步骤四：光刻制阵列化图形
(A)将经步骤三处理得到的热熔胶基片安装在匀胶机上；在第一转速为500r/min～1000r/min的条件下，滴加入0.5ml～2ml的光刻胶正胶；在第二转速为2500r/min～3500r/min的条件下，匀胶20s～40s后，得到第一复合基片；
(B)将第一复合基片安装在热烘板上，调节热烘板温度至110℃～120℃，并在此温度下进行前烘处理2min～3min，得到第二复合基片；
(C)将第二复合基片安装在光刻机中，并在第二复合基片上安装具有阵列化图形的掩模；将第二复合基片在紫外线中曝光10s～20s，得到第三复合基片；
掩模(Mask)是光刻技术中进行图案转移的模板。在本发明中，掩模是用来将阵列化的图案转移到基片的工具。
(D)将第三复合基片置于质量百分比浓度为70％～95％的显影液中浸泡2s～5s后取出，然后用去离子水中浸泡5s～10s定影，第三复合基片表面阵列化图形区域的光刻胶被移除，露出热熔胶，得到第四复合基片；
(E)将第四复合基片安装在热烘板上，调节热烘板温度至60℃～80℃，并在此温度下进行后烘处理1min～2min后取出；
(F)在20℃～35℃温度下冷却10min～15min后得到第五复合基片；
步骤五：定位硅藻
(A)在第五复合基片表面均匀滴加第一混合物，并将其在20℃～35℃温度下静置15min～30min后得到第六复合基片；
用量：1平方厘米的第五复合基片上滴加50μl～100μl的第一混合物；
在本发明中，硅藻通过气-液界面张力在第五复合基片表面密布排列，提高了排列的效率，降低了硅藻的排列成本，减少了污染。
(B)将第六复合基片安装在热烘板上，调节热烘板温度至60℃～80℃，并在此温度下静置10min～20min后取出；
在本发明中，第六复合基片表面阵列化图形区域分布的硅藻被热熔胶定位。
(C)在20℃～35℃温度下冷却15min～30min后得到第七复合基片；
(D)将第七复合基片置于去胶液中浸泡3min～8min后取出，得到复合微流体基片。
所述的去胶液可以是北京科华微电子材料有限公司的BP系列紫外正胶去膜剂、Futurrex的RR4/41去胶液、J.T.baker的PRS3000去胶液、或者韩国东进的DTNS-T4000去胶液。
在本发明中，作为基片的材料可以是：玻璃、PDMS(聚二甲基硅氧烷)、蓝宝石(Sapphire)晶体、镍基片、钛基片、铜基片、铝基片、硅基片、硅多晶基片、钼基片、锡基片、钴基片、铟基片、钛酸锶单晶基片、氧化镁单晶基片、钽酸钾单晶基片、氧化锆单晶基片、氧化硅单晶基片、碳化硅单晶基片、氧化铝单晶基片、铝酸锂单晶基片、氧化锌单晶基片、氧化镓单晶基片、硒化锌单晶基片、碲化镉单晶基片、氧化钛单晶基片、氮化铝单晶基片。
实施例1：利用热熔胶阵列化定位圆筛藻
步骤一：圆筛藻硅藻的预处理
将圆筛藻放入玻璃容器中，并加入去离子水，得到第一混合物；
用量：1g的圆筛藻硅藻中加入15ml的去离子水；
圆筛藻硅藻的电镜图片如图2所示，图中，圆筛藻的尺寸为40μm×40μm×10μm。
步骤二：玻璃片的预处理
(A)按照设定尺寸截取玻璃片，并用去离子水冲洗玻璃片；
(B)将清洗后的玻璃片放入玻璃容器中，并加入100ml的去离子水，在功率1000W、工作频率40KHz的条件下超声清洗15min得到第一预处理玻璃片；
(C)将第一预处理玻璃片放入玻璃容器中，加入质量浓度为95％的无水乙醇中，并将玻璃容器置于超声清洗机中，在功率1000W、工作频率40KHz的条件下超声清洗15min后，得到第二预处理玻璃片；
(D)将第二预处理玻璃片放入玻璃容器中，之后放入烘箱，在温度为100℃下干燥30min后，取出得到清洁的基片；
步骤三：在玻璃基片表面平铺热熔胶
(A)将清洁基片安装在热烘板上，并将温度调制130℃，并在此温度下保持恒温；然后将EVA固体热熔胶置于清洁基片表面上，经5min后EVA固体热熔胶被融化平铺在清洁基片表面上；
(B)在25℃温度下冷却10min后得到热熔胶基片；
热烘板选用：HOT PLATE MODELKW-4AH CHEMAT TECHNOLOGY.INC。
用量：每平方厘米的玻璃基片表面放置0.1g的EVA固体热熔胶；
步骤四：光刻工艺
(A)将经步骤三处理得到的热熔胶基片安装在匀胶机上；在第一转速为750r/min的条件下，滴加入2ml的光刻胶正胶；在第二转速为3000r/min的条件下，匀胶40s后，得到第一复合基片；
(B)将第一复合基片安装在热烘板上，调节热烘板温度至110℃，并在此温度下进行前烘处理2min，得到第二复合基片；
(C)将第二复合基片安装在光刻机中，并在第二复合基片上安装具有阵列化图形的掩模；将第二复合基片在紫外线中曝光17s，得到第三复合基片；
掩模的外形结构如图2A所示，图中为阵列化设计有透光的孔。
(D)将第三复合基片置于质量百分比浓度为80％的显影液中浸泡5s后取出，然后用去离子水中浸泡8s定影，第三复合基片表面阵列化图形区域的光刻胶被移除，露出热熔胶，得到第四复合基片；
(E)将第四复合基片安装在热烘板上，调节热烘板温度至65℃，并在此温度下进行后烘处理1min后取出；
(F)在25℃温度下冷却15min后得到第五复合基片；
步骤五：圆筛藻硅藻的阵列化固定
(A)在第五复合基片表面均匀滴加第一混合物，并将其在25℃下静置30min；
用量：1平方厘米的第五复合基片表面滴加80μl的第一混合物；
(B)将热烘板温度调整至70℃，并在此温度下保持恒温，之后将第五复合基片置放在热烘板上，静置15min，得到第六复合基片；
(C)在25℃下冷却15min后得到第七复合基片；
(D)将第七复合基片置于去胶液中浸泡5min后取出，即得到圆筛藻复合微流体基片，如图2B所示。
去胶液选用北京科华微电子材料有限公司的BP系列紫外正胶去膜剂。
将实施例1制得的圆筛藻复合微流体基片进行吸附测试：
将圆筛藻复合微流体基片置于暗室，在其表面滴加装配有FITC荧光素的蛋白质悬浮液，静置10min后，在荧光显微镜下观察，得到如图2C的照片。图2C的照片中，说明圆筛藻复合微流体基片对荧光蛋白具有89％的吸附性，由此说明能够自动装载检测探针并吸附靶分子。
用量：1平方厘米的复合微流体基片表面滴加40μl的装配有FITC荧光素的蛋白质悬浮液。
为了验证不同的基片与固体热熔胶的影响，在采用实施例1相同的工艺条件下，将基片更换为PDMS，固体热熔胶更换为EAA进行圆筛藻复合微流体基片的加工，加工得到的圆筛藻复合微流体基片在性能上无差异。
实施例2：利用热熔胶阵列化定位直链藻
步骤一：直链藻硅藻的预处理
将直链藻放入玻璃容器中，并加入去离子水，得到第一混合物；
用量：1g的直链藻中加入15ml的去离子水；
直链藻的电镜图如图3所示，图中，直链藻的尺寸为20μm×20μm×10μm。
步骤二：硅多晶基片的预处理
(A)按照设定尺寸截取硅多晶基片，并用去离子水冲洗；
(B)将清洗后的硅多晶基片放入玻璃容器中，并加入100ml的去离子水，在功率850W、工作频率30KHz的条件下超声清洗20min得到第一预处理基片；
(C)将第一预处理基片放入玻璃容器中，加入质量浓度为95％的无水乙醇中，并将玻璃容器置于超声清洗机中，在功率850W、工作频率30KHz的条件下超声清洗20min后，得到第二预处理基片；
(D)将第二预处理基片放入玻璃容器中，之后放入烘箱，在110℃干燥40min后取出，即得到清洁基片；
步骤三：在基片表面平铺热熔胶
(A)将步骤二处理得到的清洁基片安装在热烘板上，调节热烘板温度至140℃，并在此温度下保持恒温；然后将固体热熔胶置于清洁基片上，经8min后固体热熔胶被融化平铺在清洁基片上；
(B)在30℃温度下冷却15min后得到热熔胶基片；
用量：每平方厘米的清洁基片上使用0.15g的固体热熔胶；
所述的固体热熔胶是TPU。
步骤四：光刻工艺
(A)将经步骤三处理得到的热熔胶基片安装在匀胶机上；在第一转速为800r/min的条件下，滴加入1.5ml的光刻胶正胶；在第二转速为3100r/min的条件下，匀胶35s后，得到第一复合基片；
(B)将第一复合基片安装在热烘板上，调节热烘板温度至115℃，并在此温度下进行前烘处理2.5min，得到第二复合基片；
(C)将第二复合基片安装在光刻机中，并在第二复合基片上安装具有阵列化图形的掩模；将第二复合基片在紫外线中曝光15s，得到第三复合基片；
(D)将第三复合基片置于质量百分比浓度为70％的显影液中浸泡4s后取出，然后用去离子水中浸泡10s定影后，得到第四复合基片；
(E)将第四复合基片安装在热烘板上，调节热烘板温度至70℃，并在此温度下进行后烘处理2min后取出；
(F)在30℃温度下冷却10min后得到第五复合基片；
步骤五：直链藻的阵列化定位
(A)在第五复合基片表面均匀滴加第一混合物，并将其在30℃下静置20min后，得到第六复合基片；
用量：1平方厘米的第五复合基片表面滴加90μl的第一混合物；
(B)将第六复合基片安装在热烘板上，调节温度至75℃，并在此温度下保持恒温，静置10min后取出；
(C)在30℃温度下冷却20min后得到第七复合基片；
(D)将第七复合基片置于去胶液中浸泡6min后取出，即得到复合微流体基片。
所述的去胶液是韩国东进的DTNS-T4000去胶液。
将实施例2制得的直链藻复合微流体基片进行吸附测试，发现直链藻复合微流体基片对荧光蛋白具有91％的吸附性，由此说明能够自动装载检测探针并吸附靶分子。
实施例3：利用热熔胶阵列化定位桥弯藻
步骤一：桥弯藻的预处理
将桥弯藻放入玻璃容器中，并加入去离子水，得到第一混合物；
用量：1g的桥弯藻中加入20ml的去离子水；
桥弯藻的电镜图如图4所示，图中，桥弯藻的尺寸为12μm×6μm×5μm。
步骤二：玻璃片的预处理
(A)按照设定尺寸截取玻璃片，并用去离子水冲洗玻璃片；
(B)将清洗后的玻璃片放入玻璃容器中，并加入200ml的去离子水，在功率900W、工作频率35KHz的条件下超声清洗18min得到第一预处理玻璃片；
(C)将第一预处理玻璃片放入玻璃容器中，加入质量浓度为95％的无水乙醇中，并将玻璃容器置于超声清洗机中，在功率900W、工作频率35KHz的条件下超声清洗18min后，得到第二预处理玻璃片；
(D)将第二预处理玻璃片放入玻璃容器中，之后放入烘箱，在120℃温度下干燥35min，取出得到清洁玻璃片；
步骤三：在玻璃基片表面平铺热熔胶
(A)将步骤二处理得到的清洁玻璃片安装在热烘板上，调节热烘板温度至120℃，并在此温度下保持恒温；然后将固体热熔胶置于清洁基片上，经6min后固体热熔胶被融化平铺在清洁基片上；固体热熔胶选用PEA；
(B)在20℃温度下冷却10min后得到热熔胶基片；
用量：每平方厘米的清洁玻璃片上使用0.05g的固体热熔胶；
步骤四：光刻工艺
(A)将经步骤三处理得到的热熔胶基片安装在匀胶机上；在第一转速为1000r/min的条件下，滴加入1ml的光刻胶正胶；在第二转速为2500r/min的条件下，匀胶20s后，得到第一复合基片；
(B)将第一复合基片安装在热烘板上，调节热烘板温度至120℃，并在此温度下进行前烘处理3min，得到第二复合基片；
(C)将第二复合基片安装在光刻机中，并在第二复合基片上安装具有阵列化图形的掩模；将第二复合基片在紫外线中曝光10s，得到第三复合基片；
(D)将第三复合基片置于质量百分比浓度为90％的显影液中浸泡3s后取出，然后用去离子水中浸泡5s定影后，得到第四复合基片；
(E)将第四复合基片安装在热烘板上，调节热烘板温度至60℃，并在此温度下进行后烘处理1.5min后取出；
(F)在20℃温度下冷却12min后得到第五复合基片；
步骤五：桥弯藻的阵列化定位
(A)在第五复合基片表面均匀滴加第一混合物，并将其在20℃温度下静置15min后得到第六复合基片；
用量：1平方厘米的第五复合基片上滴加50μl的第一混合物；
(B)将第六复合基片安装在热烘板上，调节热烘板温度至65℃，并在此温度下静置20min后取出；
(C)在20℃温度下冷却30min后得到第七复合基片；
(D)将第七复合基片置于去胶液中浸泡4min后取出，得到桥弯藻复合微流体基片，如图4A所示。
所述的去胶液选用Futurrex的RR4/41去胶液。
将实施例3制得的桥弯藻复合微流体基片进行吸附测试：
将桥弯藻复合微流体基片置于暗室，在其表面滴加装配有FITC荧光素的蛋白质悬浮液，静置10min后，在荧光显微镜下观察。在荧光显微镜下桥弯藻复合微流体基片对荧光蛋白具有85％的吸附性，由此说明能够自动装载检测探针并吸附靶分子。
用量：1平方厘米的桥弯藻复合微流体基片表面滴加50μl的装配有FITC荧光素的蛋白质悬浮液。
为了验证不同的基片与固体热熔胶的影响，在采用实施例3相同的工艺条件下，将基片更换为PDMS、或者锡基片，固体热熔胶更换为PA、或者PES进行桥弯藻复合微流体基片的加工，加工得到的桥弯藻复合微流体基片在性能上无差异。
本发明的加工方法是将生物体--硅藻通过热熔胶和光刻工艺阵列化定位在基片表面，充分利用了硅藻的外形结构来自主吸附并装载检测探针及靶分子。因检测范围集中于阵列化区域，可以阵列化的进行多种物质的检测，从而达到了检测高通量的目的，不仅如此，由于检测范围还会集中于阵列化区域中的硅藻表面区域，硅藻阵列化固定形成的基片可以提高检测的灵敏度和准确度。最后，因硅藻有一定的空腔结构，可以利用此空腔结构保存一定水分并透过纳米级微孔缓慢释放，使检测探针保持在一个湿润的环境中从而提高工作效率。
Claims (5)
1.一种用来制作生物芯片的硅藻阵列化定位加工方法，其特征在于包括有下列步骤：
步骤一：硅藻的预处理
将硅藻加入去离子水中搅拌均匀得到第一混合物；
用量：1g的硅藻中加入15ml～20ml的去离子水；
步骤二：基片的预处理
(A)按所需尺寸截取基片，并用去离子水冲洗后放入玻璃容器中；
(B)向玻璃容器中加入100ml～1000ml的去离子水，在功率700W～1000W、工作频率28KHz～40KHz的条件下超声清洗10min～30min得到第一预处理基片；
(C)将第一预处理基片放入另一玻璃容器中，加入质量浓度为95％的无水乙醇，然后置于超声清洗机中，在功率700W～1000W、工作频率28KHz～40KHz的条件下超声清洗10min～30min后，得到第二预处理基片；
(D)将第二预处理基片在温度为90℃～120℃中干燥20min～40min后，取出即得到清洁基片；
步骤三：在清洁基片上平铺热熔胶
(A)将步骤二处理得到的清洁基片安装在热烘板上，调节热烘板温度至110℃～140℃，并在此温度下保持恒温；然后将固体热熔胶置于清洁基片上，经5min～10min后固体热熔胶被融化平铺在清洁基片上；
(B)在20℃～35℃温度下冷却10min～15min后得到热熔胶基片；
每平方厘米的清洁基片上使用0.05g～0.15g的固体热熔胶；
步骤四：光刻制阵列化图形
(A)将经步骤三处理得到的热熔胶基片安装在匀胶机上；在第一转速为500r/min～1000r/min的条件下，滴加入0.5ml～2ml的光刻胶正胶；在第二转速为2500r/min～3500r/min的条件下，匀胶20s～40s后，得到第一复合基片；
(B)将第一复合基片安装在热烘板上，调节热烘板温度至110℃～120℃，并在此温度下进行前烘处理2min～3min，得到第二复合基片；
(C)将第二复合基片安装在光刻机中，并在第二复合基片上安装具有阵列化图形的掩模；将第二复合基片在紫外线中曝光10s～20s后，得到第三复合基片；
(D)将第三复合基片置于质量百分比浓度为70％～95％的显影液中浸泡2s～5s后取出，然后用去离子水中浸泡5s～10s定影后，得到第四复合基片；
(E)将第四复合基片安装在热烘板上，调节热烘板温度至120℃～130℃，并在此温度下进行后烘处理1min～2min后取出；
(F)在20℃～35℃温度下冷却10min～15min后得到第五复合基片；
步骤五：定位硅藻
(A)在第五复合基片表面均匀滴加第一混合物，并将其在20℃～35℃温度下静置15min～30min后得到第六复合基片；
用量：1平方厘米的第五复合基片上滴加50μl～100μl的第一混合物；
(B)将第六复合基片安装在热烘板上，调节热烘板温度至60℃～80℃，并在此温度下静置10min～20min后取出；
(C)在20℃～35℃温度下冷却15min～30min后得到第七复合基片；
(D)将第七复合基片置于去胶液中浸泡3min～8min后取出，得到复合微流体基片。
2.根据权利要求1所述的用来制作生物芯片的硅藻阵列化定位加工方法，其特征在于：该固体热熔胶可以是热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯丙烯酸共聚物(EAA)、聚酰胺(PA)、聚酯(PES)和聚酯酰胺(PEA)中的一种。
3.根据权利要求1所述的用来制作生物芯片的硅藻阵列化定位加工方法，其特征在于：去胶液可以是北京科华微电子材料有限公司的BP系列紫外正胶去膜剂、Futurrex的RR4/41去胶液、J.T.baker的PRS3000去胶液、或者韩国东进的DTNS-T4000去胶液。
4.根据权利要求1所述的用来制作生物芯片的硅藻阵列化定位加工方法，其特征在于：基片是：玻璃基片、聚二甲基硅氧烷基片、蓝宝石晶体基片、镍基片、钛基片、铜基片、铝基片、硅基片、硅多晶基片、钼基片、锡基片、钴基片、铟基片、钛酸锶单晶基片、氧化镁单晶基片、钽酸钾单晶基片、氧化锆单晶基片、氧化硅单晶基片、碳化硅单晶基片、氧化铝单晶基片、铝酸锂单晶基片、氧化锌单晶基片、氧化镓单晶基片、硒化锌单晶基片、碲化镉单晶基片、氧化钛单晶基片或者氮化铝单晶基片。
5.根据权利要求1所述的用来制作生物芯片的硅藻阵列化定位加工方法，其特征在于：制得的复合微流体基片对荧光蛋白具有75％～95％的吸附性，由此说明能够自动装载检测探针并吸附靶分子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010102361241A CN101915851B (zh) | 2010-07-26 | 2010-07-26 | 一种用来制作生物芯片的硅藻阵列化定位加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010102361241A CN101915851B (zh) | 2010-07-26 | 2010-07-26 | 一种用来制作生物芯片的硅藻阵列化定位加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101915851A CN101915851A (zh) | 2010-12-15 |
| CN101915851B true CN101915851B (zh) | 2012-09-05 |
Family
ID=43323412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010102361241A Expired - Fee Related CN101915851B (zh) | 2010-07-26 | 2010-07-26 | 一种用来制作生物芯片的硅藻阵列化定位加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101915851B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102502477A (zh) * | 2011-10-25 | 2012-06-20 | 北京航空航天大学 | 一种硅藻在pdms表面的图案化键合加工方法 |
| US9616617B2 (en) * | 2013-03-08 | 2017-04-11 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Scalable biochip and method for making |
| CN103741107B (zh) * | 2013-12-26 | 2016-01-20 | 北京航空航天大学 | 一种在微生物表面磁控溅射金属镀膜的方法 |
| CN106430089B (zh) * | 2016-09-27 | 2018-11-27 | 中国农业大学 | 一种硅藻壳微粒单层阵列的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101333522A (zh) * | 2007-06-25 | 2008-12-31 | 国家纳米科学中心 | 将多种细胞有序地粘附到同一基底上的装置及粘附方法 |
| CN101378067A (zh) * | 2007-08-31 | 2009-03-04 | 明荧光学有限公司 | 特征光谱识别芯片、其制造方法及使用该芯片的检测装置 |
| CN101475135A (zh) * | 2009-01-16 | 2009-07-08 | 华中科技大学 | 一种高深宽比碳微机电器件的制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6962822B2 (en) * | 2002-08-07 | 2005-11-08 | International Business Machines Corporation | Discrete nano-textured structures in biomolecular arrays, and method of use |
-
2010
- 2010-07-26 CN CN2010102361241A patent/CN101915851B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101333522A (zh) * | 2007-06-25 | 2008-12-31 | 国家纳米科学中心 | 将多种细胞有序地粘附到同一基底上的装置及粘附方法 |
| CN101378067A (zh) * | 2007-08-31 | 2009-03-04 | 明荧光学有限公司 | 特征光谱识别芯片、其制造方法及使用该芯片的检测装置 |
| CN101475135A (zh) * | 2009-01-16 | 2009-07-08 | 华中科技大学 | 一种高深宽比碳微机电器件的制备方法 |
Non-Patent Citations (8)
| Title |
|---|
| .半导体光刻技术在生物芯片制作中的应用.《传感技术学报》.2003,(第1期), |
| 姚素英 |
| 庞科 |
| 张生才 |
| 徐利 |
| 李育刚 |
| 胡泽军 |
| 胡泽军;张生才;姚素英;庞科;李育刚;徐利;.半导体光刻技术在生物芯片制作中的应用.《传感技术学报》.2003,(第1期), * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101915851A (zh) | 2010-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102886280B (zh) | 一种微流控芯片及其应用 | |
| CN101915851B (zh) | 一种用来制作生物芯片的硅藻阵列化定位加工方法 | |
| Bai et al. | Efficient water collection on integrative bioinspired surfaces with star-shaped wettability patterns | |
| US8697007B2 (en) | Biodetection cassette with automated actuator | |
| CN102168011B (zh) | 一种液滴阵列pcr芯片及其应用 | |
| JP4074058B2 (ja) | 流体試料と粒子物質を混合および流体試料から粒子物質を分離をする方法、およびその装置 | |
| CN107177689A (zh) | 用于飞行时间质谱检测蛋白和核酸的通用芯片 | |
| WO2011162285A1 (ja) | 核酸増幅反応中の反応溶液の蒸発を防止するための組成物 | |
| CN106198660A (zh) | 一种在微流控孔道中沉积纳米银的方法 | |
| CN106769287B (zh) | 一种实现高效率液体封装的方法 | |
| CN110951605A (zh) | 可用于2019-nCoV病毒高通量检测的阵列式纸基芯片及其制造方法 | |
| CN102583437A (zh) | 一种碳纳米管-sapo-5分子筛复合膜的制备方法 | |
| WO2006132294A1 (en) | Structure, porous body, sensor, process of structure and detecting method for specimen | |
| CN107179412A (zh) | 用于飞行时间质谱检测蛋白和核酸的通用芯片的制备方法 | |
| CN101759374A (zh) | 一种基于三维纳米银树枝状结构的可见光频段左手超材料的制备方法 | |
| CN102502477A (zh) | 一种硅藻在pdms表面的图案化键合加工方法 | |
| CN116814414B (zh) | 一种激光诱导石墨烯pcr检测装置及方法 | |
| CN102539486A (zh) | 用于食品安全检测的芯片及细菌分析仪 | |
| CN116139951A (zh) | 一种折叠式多通道纸基微流控芯片及制备方法和应用 | |
| CN100578223C (zh) | 一种琼脂糖凝胶膜基片及其制备方法与应用 | |
| CN111249917B (zh) | 一种基于sapo-34混合基质膜的制备方法及应用 | |
| CN116836792B (zh) | 一种圆盘式核酸检测微流控芯片 | |
| Cheng et al. | Photonic porous silicon‐based hybrid particles by soft‐lithography | |
| CN219870916U (zh) | 一种uv胶耐水煮固化测试装置 | |
| CN116199254A (zh) | 一种二氧化锡微管和二氧化锡微管阵列及应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120905 Termination date: 20130726 |