CN106111220A - 一种用于生物/化学反应体系的反应装置及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于生物/化学反应体系的反应装置、制备方法和应用，特别是涉及一种可用于多种生物/化学反应体系的微阵列芯片及其表面处理和应用。所述反应装置基体的材料选自金属、陶瓷、石英或聚合物材料，使用等离子体对反应装置的表面进行活化或官能化，进而使用有机硅烷在反应装置的基体表面以及反应位点形成表面层，这些表面层具有相同或不同的亲水/疏水性质，以便将特定体积的反应体系引入到反应位点中，减少基体表面对反应体系样品的不必要的吸附，并避免交叉干扰，每个反应位点中的反应体系基本被局限于各自的反应位点中，独立进行生物或化学反应。

Description

一种用于生物/化学反应体系的反应装置及其制备方法和 应用
技术领域
本发明涉及一种用于生物/化学反应体系的反应装置及其制备方法和应用，特别是涉及一种可用于多种生物/化学反应体系的微阵列芯片及其表面处理和应用。
背景技术
微阵列芯片可以通过在固相支持介质上构建密集排列的二维点阵，实现对大批量样品的高通量、原位分析，并可对生物/化学反应进行实时监测，在疾病监测、药物筛选、理论研究等领域都有着重要的应用价值。具体来讲，微阵列芯片可用于数字聚合酶链反应(dPCR)、药物小分子与蛋白等生物样品相互作用研究、单细胞分析等。
理想的可用于上述研究的微阵列芯片需要具有以下特点：(1)高通量，可单次实现大批量样品的分析检测；(2)芯片表面及反应位点表面对样品无吸附，与样品之间不会发生化学反应等相互作用；(3)芯片中各个反应位点之间独立进行反应，各个反应之间不会产生交叉干扰等；(4)材料易得，制备方法简单，成本低廉等。
但是，目前可用的微阵列芯片尚不能很好的满足以上要求。以dPCR为例，它是一种核酸绝对定量技术，通过将微量样品高倍稀释和分液，使每个反应单元含有不超过一个模板分子，再将所有样品进行PCR扩增，最后对结果以阳性或阴性直接计数统计分析。dPCR的出现，显著推动了生命科学研究的进度，使得人们可以快速、高通量检测病人样本中致病基因的许多变化，具有广阔的应用前景。同时，dPCR的推广应用对其所用芯片的高通量、抗吸附、低干扰、低成本的要求非常高，而现有的技术仍然有很大的改进空间。因此，发展新型的微阵列芯片，使其满足多种应用需求并且成本可控，对生命医学的发展等有着非常重要的意义。
参考文献1：CN104334273A公开了一种用于生物反应系统的包被的基体，其通过气相沉积方法在基体以及反应位点上形成亲水/疏水性涂层，或者直接的通过浸渍的处理，将清洗后的基体分次浸入不同亲水/疏水性硅烷溶液中，从而赋予基体以及基体上的反应位点相同或不同的亲水性/疏水性。尽管其由于基体和反应位点存在不同的前进角的特性使得进入反应位点的试剂能够固定于反应位点的井或凹槽，避免相互交叉，串扰，但其生物反应芯片的整个制备过程相对复杂，尤其是使用气相沉积技术直接对基体以及反应位点进行涂层沉积的操作具有安全隐患，控制工艺复杂，成本也相对高昂，且在直接浸渍的处理方式中可能存在形成涂层前基体表面或者反应位点活化程度不够充分、均匀的担忧。此外，将清洗后的基体直接使用浸渍的方法分次在基体表面以及反应位点形成不同亲水性/疏水性涂层的方式，也存在基体表面以及反应位点的活化程度不足的担忧，使得后续浸渍形成涂层的结合性不强，且分次浸入含有不同亲水性/疏水性基体的溶液中，使得基体表面以及反应位点涂层材料相互干扰，对于基体和反应位点的接触角的精确控制难度加大。
因此，探索一种高效、安全、低成本的生物反应微阵列芯片及其制备方法是十分必要的。发展新型的微阵列芯片，使其满足多种应用需求并且成本可控，也对生命医学的发展等有着非常重要的意义。
发明内容
发明要解决的问题
本所要解决的技术问题为提供一种用于生物/化学反应体系的反应装置，尤其是一种微阵列芯片，该装置的基体以及反应位点表面具有亲水性/憎水性表面层，且这些表面层与基体以及反应位点的结合性得到改善，从而得到更加精确控制的亲/疏水性。
本发明所要解决的另外的技术问题在于提供一种高效、安全、低成本的生物反应装置--尤其是生物反应微阵列芯片的制备方法。
具体的，使用等离子体对形成有反应位点的生物反应装置或生物反应微阵列芯片的进行活性处理，该种活化方式中等离子体能够对金属、氧化物和大多数高分子材料形成的基体进行活化处理，其能够使得基体以及位于基体的反应位点充分的活化或官能化。
用于解决问题的方案
本发明用于解决以上技术问题的技术方案为：
[1].一种用于生物/化学反应体系的反应装置，所述反应装置包括基体以及在基体上形成的反应位点，其特征在于，所述基体的材料选自金属、陶瓷、石英或聚合物材料，在所述基体表面以及反应位点表面形成有表面层，所述基体表面的表面层具有接触角为α，所述反应位点的表面层具有接触角为β，所述基体表面以及反应位点表面在形成表面层前经过等离子体进行表面处理，所述反应位点的表面层具有亲或疏水性。
[2].根据[1]所述的反应装置，其特征在于，所述等离子体进行表面处理中使用氧等离子体。
[3].根据[1]或[2]所述的反应装置，其特征在于，所述基体表面的表面层的接触角α大于或等于反应位点的表面层的接触角β，优选基体表面的表面层的接触角α与所述反应位点的表面层的接触角β的差值大于等于0°，小于等于65°。
[4].根据[1]-[3]任一项所述的反应装置，其特征在于，所述基体表面的表面层的接触角α范围为75°≤α≤125°，优选为80°≤α≤110°，更优选为85°≤α≤100°。
[5].根据[1]-[4]任一项所述的反应装置，其特征在于，所述反应位点形状为圆形、椭圆形、多边形或它们的组合，和/或在每个反应位点所加载的液体样品体积为100纳升以下。
[6].根据[5]所述的反应装置，其特征在于，所述反应位点以通孔、或通孔与凹槽混合的形式存在于所述基体。
[7].根据[1]-[6]任一项所述的反应装置，其特征在于，所述反应位点在加载液体样品时，占反应位点总数的90-100％的反应位点被加载。
[8].根据[1]-[7]任一项所述的反应装置，其特征在于，所述生物/化学反应为扩增反应或小分子与蛋白相互作用、分子与单细胞相互作用等。
[9].一种用于生物/化学反应体系的反应装置的制备方法，其特征在于，所述方法包括：a)准备基体的步骤，所述基体的材料选自金属、陶瓷、石英或聚合物材料，所述基体上形成有反应位点；b)使用等离子体对基体以及反应位点进行表面处理的步骤；c)在基体表面、反应位点形成表面层的步骤；所述基体表面的表面层具有接触角为α，所述反应位点的表面层具有接触角为β，所述反应位点的表面层具有亲或疏水性。
[10].根据[9]所述的反应装置的制备方法，其特征在于，所述方法包括：所述a)步骤包括清洗所述基体的步骤。
[11].根据[10]所述的反应装置的制备方法，其特征在于，所述清洗所述基体的步骤包括将形成反应位点后的基体用水、丙酮等超声清洗。
[12].根据[9]-[11]任一项所述的反应装置的制备方法，其特征在于，所述b)步骤包括，使用氧等离子体对基体以及反应位点进行表面处理的步骤。
[13].根据[9]-[12]任一项所述的反应装置的制备方法，其特征在于，所述c)步骤包括，在基体的表面以及反应位点的表面同时形成表面层的步骤C1)。
[14].根据[13]所述的反应装置的制备方法，其特征在于，所述C1)步骤包括，将基板浸入溶液中10-60分钟，所述溶液包含硅烷化合物，以及它们的衍生物，优选包含三甲氧基硅烷类化合物，更优选为正丙基三甲氧基硅烷。
[15].根据[14]所述的反应装置的制备方法，其特征在于，所述溶液的配制方法为：将盐酸水溶液和所述硅烷试剂混合搅拌30-40分钟，所述盐酸水溶液的pH值为4-6。
[16].根据[9]-[12]任一项所述的反应装置的制备方法，其特征在于，所述c)步骤包括，分别在基体表面形成表面层的步骤以及在反应位点形成表面层的步骤，所述基体表面的表面层具有接触角为α，所述反应位点的表面层具有接触角为β，且α≥β。
[17].根据[1]-[16]任一项所述的反应装置的制备方法，其特征在于，所述方法包括：在基体表面、反应位点形成表面层后的后处理步骤d)，所述后处理步骤包括，用丙酮冲洗基体，烘干40-60分钟，然后用水振荡清洗基体，氮气吹干。
[18].根据[17]所述的反应装置的制备方法，其中所述的烘干的温度为100-120℃。
[19].根据[1]-[9]任一项所述的反应装置或者根据[10]-[18]任一项所述制备方法得到的反应装置的用途，其特征在于，用于生物或化学反应，包括但不局限于：扩增反应、小分子与蛋白相互作用、分子与单细胞相互作用。
发明的效果
本发明使用等离子体处理生物/化学反应装置，将生物反应芯片基体以及位于基体的反应位点使用等离子处理手段进行表面功能化，然后在所述基体以及所述反应位点形成表面层，所述基体的材料选自金属、陶瓷、石英或聚合物材料。这样形成的表面层与所述基体、反应位点结合能力增强。
本发明的效果还在于，所述基体表面的表面层具有接触角为α，所述反应位点的表面层具有接触角为β，且α≥β，使得进入反应位点的样品被固定于范围位点之内，避免相互交叉，串扰，提高信号的可识别性。
此外，本发明的效果还在于，省略了气相沉积等较为昂贵、危险的工艺过程，同时，也避免了使用不同亲/疏水性硅烷原料分别形成基体的表面层、反应位点的表面层时反复的清洗工艺，提高了对基体的表面层、反应位点的表面层亲/疏水性的控制精度。
附图说明
图1：生物反应芯片局部的正面(上)，及侧切面(下)示意图。
图2.：生物反应芯片的主要制作流程。
具体实施方式
为了提供对本发明更充分的理解，以下描述列举了很多具体细节如具体结构、参数、实例等。然而，应认识到这样的描述并非旨在限制本发明的范围，而是旨在提供对示例性实施方案的更好描述。
本发明的目的在于提供一种可用于多种生物/化学反应装置，特别是微阵列芯片的设计以及制备方法和用途。通过特定的芯片设计及对芯片的基体和反应位点的表面处理，使得所述微阵列芯片具有高通量、抗吸附、低干扰等优势，为数字聚合酶链反应、药物筛选、肿瘤标志物检测等提供良好的操作平台。
所述反应装置包括基体和在所述基体中的多个微阵列式反应位点；所述芯片的基体表面及所述微阵列式反应位点的表面根据反应体系的要求可被修饰为具有特定亲水/疏水等性质的表面，以便将特定体积的反应体系引入到反应位点中，减少基体表面对反应体系样品的不必要的吸附，并避免交叉干扰。每个反应位点中的反应体系基本被局限于各自的反应位点中，独立进行生物或化学反应。
基体
所述的基体可以由以下材料之一组成：金属、陶瓷、石英或聚合物材料。进一步，为了更好的适应后续的等离子处理的表面活化，优选金属或者聚合物材料所形成的基体，特别的优选聚合物材料形成的基体。
反应位点
所述的多个微阵列反应位点可以为上下通透小孔或不通透小槽，形状可以为圆形、正多边形、或其它可以形成紧密排列的形状，每个反应位点可容纳的反应体系的体积例如为100纳升以下，或50纳升以下，或20纳升以下，或2纳升以下，或1纳升以下，在一些情况中至多为0.5纳升，数目至少为10000个。
所述反应位点的形成方式没有特别的限定，可以为本领域常规的刻蚀技术等。
通常认为，减少反应体积可允许更高密度的反应体积，从而可在给定的区域内进行更多的反应。例如，基体上由300μm直径的通孔组成的阵列可含有约30nL的反应体积。例如，通过将阵列中每个通孔的大小降低至直径60-70μm，每个反应体积可为100pL。根据本文描述的各种实施方案，反应体积的范围可为约1pL至40nL。在一些实施方案中，反应位点阵列可由各种不同体积的反应区域组成以增加动态范围。
所述的多个微阵列反应位点可以通过湿法刻蚀或干法刻蚀设计制备。
本发明提供了可用样品体积充分加载的装置。基体特定区域的表面特性如疏水性和/或亲水性可有助于将液体样品加载至反应位点。如上所述，疏水性/亲水性的水平可基于影响加载基体的多个反应位点的便利性和效率的各种因素。
例如，影响反应位点加载的一个因素为反应位点的物理几何形状，并且/或者基体可能有助于加载所述样品。例如基于反应位点深度(芯片厚度)和反应位点直径的反应位点之间的纵横比，可为确定充分加载所述反应位点所需特性的因素。反应位点深度(芯片厚度)与直径的比率被称为纵横比。例如，如果反应位点深度等于反应位点直径，则纵横比为1。在另一实例中，当反应位点深度为反应位点直径的10倍时，纵横比为10。应位点的直径影响毛细管力，其使得能够/有助于用液体反应媒介加载反应位点。在一些实施方案中，直径越小，毛细管力越大，且更利于/便于加载反应位点。
根据各种实施方案，影响用样品体积加载反应位点的另一因素为期望的加载效率和/或一致性。期望的效率是大于或等于90％的反应位点被加载。在其他实施方案中，期望的效率可为90％的反应位点被加载，且反应位点之间的差异最多为10％。
根据各种实施方案，影响用样品体积加载反应位点的另一因素为在反应位点内材料与期望的反应的相容性。在一些实施方案中，所述期望的反应可为扩增反应。更具体地，所述扩增反应可为数字聚合酶链式反应(dPCR)。根据各种实施方案，装置接触例如参与反应的样品体积、酶或试剂的部分，不应该与样品体积、酶或试剂发生化学相互作用。例如，接触反应的材料不应该将可能干扰反应的离子泄露到所述反应位点。根据各种实施方案，影响加载反应位点的又一因素为被加载至反应位点后所需的样品体积的限制。换句话说，需要有足够的力来防止从每个反应位点泄漏样品体积，以防止从一个反应位点溢出至另一反应位点，并防止样品体积在反应位点外的任何积聚。
等离子处理方法
等离子，即物质的第四态，是由部分电子被剥夺后的原子以及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气状物质。它的能量范围比气态、液态、固态物质都高，存在具有一定能量分布的电子、离子和中性粒子，在与材料表面的撞击时会将自己的能量传递给材料表面的分子和原子，产生一系列物理和化学过程。其作用在物体表面可以实现物体的超洁净清洗、物体表面活化、蚀刻、精整以及等离子表面涂覆。
本发明中，所述的基体表面和反应位点表面可以通过等离子体处理进行表面活化，所述活化是使用等离子体的溅射或注入使得基材表面获得所期望的活性基团。
具体的，本发明中使用氧等离子体对基体进行表面处理，能够使得基体以及基体中反应位点获得所期望的活性基团，从而为后续的基体表面层、反应位点的表面层的形成提供改善的结合力。
更具体的，使用含氧等离子体对芯片进行处理，在一些实施方式中，例如，用低温氧等离子体方法对基体材料进行处理，通过扫描电镜、红外光谱和光电子能谱综合分析结果表明，基体以及反应位点表面含有表面上产生了-OH、-COOH和CO等极性基团，一方面使得被处理的材料的各暴露面具有亲水性，特别的，使得在后续的基体以及反应位点表面层形成时，提供基体材料与表面层更紧固的结合。
有机硅烷
本发明在反应装置，尤其是生物化学反应芯片的基体表面以及反应位点所形成的表面层由各种有机硅烷形成。
有机硅烷上取代基性质的不同，有机硅烷包括了亲水性有机硅烷以及憎水性有机硅烷。因此，使得不同类型的有机硅烷进行表面处理使得精确控制反应装置基体表面以及反应位点的亲/疏水性成为可能。
本发明中使用的有机硅烷包括：烷基-三甲氧基硅烷、烷基-三乙氧基硅烷、烷基-二甲氧基单甲基硅烷、烷基-二乙氧基单甲基硅烷、烷基-单甲氧基二甲基硅烷、烷基-单乙氧基二甲基硅烷、(3-氨基丙基)二甲基乙氧基硅烷、或者其他硅烷、硅氧烷。
在本申请的一种实施方案中，可以采用如下步骤：
(1)将打孔后的基体用水或丙酮超声清洗后，再用氧等离子体处理；
(2)将处理后的基体浸入配置好的硅烷溶液中10-30分钟；
(3)然后用丙酮冲洗基体，高温烘干40-60分钟；
(4)用水振荡清洗基体，氮气吹干。
所述的硅烷溶液的配制方法为：将体积分数为0.1-0.2mol/L的盐酸水溶液和所述的硅烷试剂混合搅拌30-40分钟，所述的硅烷试剂可以为三甲氧基硅烷，优选为正丙基三甲氧基硅烷，所述盐酸水溶液的pH值为4-6。
通过该实施方式所得到微阵列芯片的基体表面以及反应位点的表面层具有相同的亲疏水性质。根据本文教导的这种实施方案，基体表面部分的涂层具有疏水特性，且反应位点表面的部分的表面层具有疏水特性。尽管两种表面均具有疏水特性，所述反应位点可通过例如毛细管作用来加载。当然，作为上述实施方式的并列方式，取决于使用的硅烷的种类的不同，也可以通过本领域技术人员所熟知的常规的调整，在基体表面和反应位点表面形成亲水性的涂层。
本发明的第二实施方式中，采用如下步骤：
(1)将打孔后的基体用水或丙酮进行超声清洗后，再用氧等离子体处理；
(2)对基体表面以及反应位点分别地形成表面层的步骤；
(3)然后用丙酮冲洗基体，高温烘干40-60分钟；
(4)用水振荡清洗基体，氮气吹干。
在该种实施方式中，第(2)步骤中，包括在基体表面形成表面层的步骤。
具体的，将使用氧等离子体处理过的基体中的通孔或凹槽形式的反应位点预先导入盐酸溶液，作为保护。然后将该基体进入包含有有机硅烷S1的有机溶剂中，所述有机溶剂为不于水混溶的有机溶剂，这样确保包含有S1的有机溶剂不进入反应位点。所述有机溶剂可以为各种烃类溶剂，优选为戊烷、庚烷或己烷等。由于基体经过氧等离子体处理，使得表面具有羟基等活性基团的基体与S1进行反应，S1均匀的覆盖于基体表面，形成表面层。
第(2)步骤中，还包括在反应位点表面形成表面层的步骤。
具体的，在基体表面形成表面层后，进而将与S1反应完毕的基体浸入到包含有有机硅烷S2的水性溶剂中，所述有机硅烷S2为亲水性有机硅烷，所述有机溶剂可以为，乙腈、乙醇、甲醇、酮类等。典型的，S2可以采用双功能化的硅烷(烷氧基和环氧基)来实现，即S2可以与反应位点上剩余的(即以上所提及的盐酸溶液保护而为被反应的)羟基进行反应，其烷氧基结合至水化的基体。
进过以上步骤，使得基体的表面以及反应位点分别形成有表面层，所述基体表面的表面层具有接触角为α，所述反应位点的表面层具有接触角为β，且α≥β。
需要说明的是，在这样的实施方式中，由于基体预先经过氧等离子处理，在形成反应位点的表面层前，基体表面由于被活化或官能化，使之能够与S1表示的有机硅烷充分、均匀的反应形成连续的表面层。因此，在后续的使用浸渍方法在反应位点形成表面层时，基体表面没有明显剩余的羟基等极性基团，防止了基体表面与S2的反应或结合，即基体表面的表面层不会被S2所干扰。这样，在一些情况中，如需要得到不同亲/疏水性质表面层的情况下，可以实现精确的控制基体体表面的表面层与反应位点的表面层的亲/疏水性，而不必担忧或实施对基体表面亲/疏水性的二次调节或修饰。
进一步，在第二实施方式中，可任选的，所述步骤(2)在使用S2形成反应位点表面层后可以进一步使得所述S2中环氧丙基与各种分子量的聚乙二醇、聚乙烯醇或聚丙烯醇反应进行亲水性修饰。
本发明所述的可用于生物或化学反应体系包括但不局限于：扩增反应、小分子与蛋白相互作用、分子与单细胞相互作用等。
所述的基体表面和反应位点表面修饰后有助于将特定体积的反应体系引入到反应位点中，减少基体表面和反应位点表面对反应体系样品的吸附，并避免交叉干扰。
所述的每个反应位点中的反应体系基本被局限于各自的反应位点中，独立进行生物或化学反应。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
(1)所述微阵列芯片可用于多种生物/化学体系，具有一定的通用性；
(2)特别是气相沉积等方法相比，本发明所述微阵列芯片的基体及表面修饰材料价格便宜，成本低廉，易于推广，且制备过程安全，简单，可控性高。此外本发明也能够避免不必要的二次修饰；
(3)所述微阵列芯片同时具有高通量、抗吸附、低干扰的特点，对提高研究结果的准确度与精密度有很大的帮助。
实施例
以下基于实施例对本发明进行更详细的说明。但是本发明不被以下的实施例任何限定，在不变更其主旨的范围内能够适当变更来实施。
实施例1
微阵列芯片的制备：
(1)取得微阵列芯片用基体，进行打孔作业，打孔后结束后，依次用清洁剂、丙酮、水超声分别清洗10min；
(2)将清洗干净的基体置于等离子体发生器中，采用氧等离子体处理80s，控制等离子发生器的功率为60W；
(3)将氧等离子体处理后的基体取出，并迅速浸入配置好的硅烷溶液中浸泡25分钟；
(4)将浸泡后的基体去除，然后用丙酮反复冲洗基体，再置于100℃烘箱中高温烘干50分钟；
(5)用水振荡清洗基体，氮气吹干。
所述的硅烷溶液的配制方法为：将盐酸水溶液和所述的硅烷试剂混合搅拌30分钟，所述的硅烷试剂为三甲氧基硅烷，所述盐酸水溶液的pH值为4。
实施例2
微阵列芯片的制备：
(1)取得微阵列芯片用基体，进行打孔作业，打孔后结束后，依次用清洁剂、丙酮、水超声分别清洗10min；
(2)将清洗干净的基体置于等离子体发生器中，采用氧等离子体处理85s，控制等离子发生器的功率为60W；
(3)将氧等离子体处理后的基体取出，并迅速浸入配置好的硅烷溶液中浸泡25分钟；
(4)将浸泡后的基体去除，然后用丙酮反复冲洗基体，再置于100℃烘箱中高温烘干60分钟；
(5)用水振荡清洗基体，氮气吹干。
所述的硅烷溶液的配制方法为：将盐酸水溶液和所述的硅烷试剂混合搅拌40分钟，所述的硅烷试剂为正丙基三甲氧基硅烷，所述盐酸水溶液的pH值为5。
产业上的可利用性
本发明的技术方案可以应用于工业生产，用于制备生物/化学反应芯片，具体来讲，本发明的微阵列芯片可用于数字聚合酶链反应(dPCR)、药物小分子与蛋白等生物样品相互作用研究、单细胞分析等。

Claims (19)

1.一种用于生物/化学反应体系的反应装置，所述反应装置包括基体以及在基体上形成的反应位点，其特征在于，所述基体的材料选自金属、陶瓷、石英或聚合物材料，在所述基体表面以及反应位点表面形成表面层，所述基体表面的表面层具有接触角为α，所述反应位点的表面层具有接触角为β，所述基体表面以及反应位点表面在形成表面层前经过等离子体进行表面处理，所述反应位点的表面层具有亲或疏水性。
2.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述等离子体进行表面处理中使用氧等离子体。
3.根据权利要求1或2所述的反应装置，其特征在于，所述基体表面的表面层的接触角α大于或等于反应位点的表面层的接触角β，优选基体表面的表面层的接触角α与所述反应位点的表面层的接触角β的差值大于等于0°，小于等于65°。
4.根据权利要求1-3任一项所述的反应装置，其特征在于，所述基体表面的表面层的接触角α范围为75°≤α≤125°，优选为80°≤α≤110°，更优选为85°≤α≤100°。
5.根据权利要求1-4任一项所述的反应装置，其特征在于，所述反应位点形状为圆形、椭圆形、多边形或它们的组合，和/或在每个反应位点所加载的液体样品体积为100纳升以下。
6.根据权利要求5所述的反应装置，其特征在于，所述反应位点以通孔、凹槽或通孔与凹槽混合的形式存在于所述基体。
7.根据权利要求1-6任一项所述的反应装置，其特征在于，所述反应位点在加载液体样品时，占反应位点总数的90-100％的反应位点被加载。
8.根据权利要求1-7任一项所述的反应装置，其特征在于，所述生物/化学反应为扩增反应或小分子与蛋白相互作用、分子与单细胞相互作用。
9.一种用于生物/化学反应体系的反应装置的制备方法，其特征在于，所述方法包括：a)准备基体的步骤，所述基体的材料选自金属、陶瓷、石英或聚合物材料，所述基体上形成有反应位点；b)使用等离子体对基体以及反应位点进行表面处理的步骤；c)在基体表面、反应位点形成表面层的步骤；所述基体表面的表面层具有接触角为α，所述反应位点的表面层具有接触角为β，所述反应位点的表面层具有亲或疏水性。
10.根据权利要求9所述的反应装置的制备方法，其特征在于，所述方法包括：所述a)步骤包括清洗所述基体的步骤。
11.根据权利要求10所述的反应装置的制备方法，其特征在于，所述清洗所述基体的步骤包括将形成反应位点后的基体用水或丙酮超声清洗。
12.根据权利要求9-11任一项所述的反应装置的制备方法，其特征在于，所述b)步骤包括，使用氧等离子体对基体以及反应位点进行表面处理的步骤。
13.根据权利要求9-12任一项所述的反应装置的制备方法，其特征在于，所述c)步骤包括，在基体的表面以及反应位点的表面同时形成表面层的步骤C1)。
14.根据权利要求13所述的反应装置的制备方法，其特征在于，所述C1)步骤包括，将基板浸入溶液中10-60分钟，所述溶液包含硅烷化合物或它们的衍生物，优选包含三甲氧基硅烷类化合物，更优选为正丙基三甲氧基硅烷。
15.根据权利要求14所述的反应装置的制备方法，其特征在于，所述溶液的配制方法为：将盐酸水溶液和所述硅烷试剂混合搅拌30-40分钟，所述盐酸水溶液的pH值为4-6。
16.根据权利要求9-12任一项所述的反应装置的制备方法，其特征在于，所述c)步骤包括，在基体表面形成表面层的步骤以及在反应位点分别形成表面层的步骤，所述基体表面的表面层具有接触角为α，所述反应位点的表面层具有接触角为β，且α≥β。
17.根据权利要求9-16任一项所述的反应装置的制备方法，其特征在于，所述方法包括：在基体表面、反应位点形成表面层后的后处理步骤d)，所述后处理步骤包括，用丙酮冲洗基体，烘干40-60分钟，然后用水振荡清洗基体，氮气吹干。
18.根据权利要求17所述的反应装置的制备方法，其中所述的烘干的温度为100-120℃。
19.根据权利要求1-8任一项所述的反应装置或者根据权利要求9-18任一项所述制备方法得到的反应装置的用途，其特征在于，用于生物或化学反应，包括但不局限于：扩增反应、小分子与蛋白相互作用、分子与单细胞相互作用。
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