CN109894163A - 一种高通量、高内涵药物筛选微流控芯片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于微流控芯片的技术领域，具体涉及一种高通量、高内涵药物筛选微流控芯片及其制备方法；所要解决的技术问题为：提供一种高通量、高内涵药物筛选微流控芯片及其制备方法；解决该技术问题采用的技术方案为：芯片包括盖片，所述盖片设置在基片上，盖片上设置有多条微流道，每条微流道的内部均设置有流体运输通道和微阀气体控制通道；流体运输通道包括进液口、出液口，所述进液口横向均匀分布在盖片的一端，出液口横向均匀分布在盖片的另一端；进液口与输入主通道相连，输入主通道的输出端分成多条输入支通道，每条输入支通道再分成两条栾通道，每条栾通道穿过一个微型圆池；本发明应用于药物筛选微流控芯片的制备。

Description

一种高通量、高内涵药物筛选微流控芯片及其制备方法

技术领域

本发明属于微流控芯片的技术领域，具体涉及一种高通量、高内涵药物筛选微流控芯片及其制备方法。

背景技术

近10年来，平均每年仅有30种药物通过美国药审中心新药审批，而药物筛选获得的靶点约500个，仅占人类基因组计划预测结果5%-10%，这对于药物筛选技术提出了严峻的挑战；

高通量的分子水平药物筛选，依赖于低试剂耗量、高检测灵敏度的微流控芯片技术，常常结合表面等离子体共振(SPR）技术作为检测手段。

最新的高内涵药物筛选检测可通过无标记技术实现，使用表面增强拉曼光谱（SERS）技术研究者已经实现结合位点类型分析，药物分子影响蛋白质多级结构构象变化规律探索，以及药物分子与蛋白相互作用如疏水、静电、氢键作用变化趋势预测。

一般的，高通量和高内涵药物筛选通常在相互独立的两个芯片上完成，这使得药物筛选的操作过程异常繁琐、筛选成本也比较高，部分研究者曾试图将SPR和SERS集成在一起，但是其光路十分复杂，成本也较高；为此，实现低成本的高通量和高内涵药物筛选技术功能集成对于促进创新药物研发具有重要的理论和现实意义。

发明内容

本发明为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种高通量、高内涵药物筛选微流控芯片及其制备方法；为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种高通量、高内涵药物筛选微流控芯片，包括盖片，所述盖片设置在基片上，所述盖片上设置有多条微流道，所述每条微流道的内部均设置有流体运输通道和微阀气体控制通道；

所述流体运输通道包括进液口、出液口，所述进液口横向均匀分布在盖片的一端，所述出液口横向均匀分布在盖片的另一端；

所述进液口与输入主通道相连，所述输入主通道的输出端分成多条输入支通道，每条输入支通道再分成两条栾通道，每条栾通道穿过一个微型圆池；所述两条栾通道的末端汇聚后与输出支通道相连，所述每条输出支通道汇聚后与输出主通道相连，所述输出主通道与出液口相连；

所述微型圆池内部设置有微电极阵列单元，所述微型圆池作为药物与蛋白反应的场所；

所述两条栾通道，一条用于电化学晶体管（OECT）的电学检测通道，另一条为用于表面增强拉曼散射（SERS）的光学检测通道；

所述OECT栾通道穿过的微型圆池内设置的微电极阵列单元为含有机半导体膜的三电极阵列单元；

所述SERS栾通道穿过的微型圆池内设置的微电极阵列单元为含有贵金属枝晶结构的二电极阵列单元；

所述输入支通道和栾通道上还设置有气动微阀；

所述气动微阀设置在流体运输通道和微阀气体控制通道的交界处，所述气动微阀开关状态由通入的气体控制。

所述基片的结构为：包括基底，所述基底的上层沉积有金属一层，所述金属一层内部设置有电气连接线和基片pad；

所述金属一层上层还设置有沉积绝缘层，所述沉积绝缘层上设置有电极窗口；所述沉积绝缘层上还沉积有金属二层，所述金属二层流入电极窗口并与金属一层接触。

所述微型圆池内设置的三电极阵列单元包括三个形状大小完全一致的微电极，三个微电极相互之间呈三角形设置，其中两个水平放置，一个竖直放置；

所述微型圆池内设置的三电极阵列单元微电极包括：栅极，源极，漏极；半导体膜与源极、漏极相连；

所述微型圆池内设置的二电极阵列单元包含两个形状大小完全一致的微电极；两个微电极相对，水平放置；所述二电极阵列单元的微电极之间设置表面增强拉曼散射基底；

所述三电极阵列单元或二电极阵列单元的微电极均由引线单独控制，每一个微电极用引线连接到一个独立的矩形焊盘，所述矩形焊盘具体为设置在基底边缘处的基片pad；

水平放置的两个微电极之间的距离为1~100；

竖直放置的电极距离水平放置电极连线的距离为1~10；

所述微电极的长度和宽度至少2。

一种高通量、高内涵药物筛选微流控芯片的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：利用MEMS工艺在PDMS上制备盖片，具体步骤为：

步骤1.1：将硅片浸泡于铬酸24小时，除去硅片表面的污垢，取出后，用去离子水冲洗3遍，然后将硅片放置在80～100℃的干燥箱中10～20min；

步骤1.2：在暗室中，取经过步骤1.1处理后的两片完全相同的硅片，使用SU8-2025负性光刻胶滴胶5-10s，用于制备气体微阀控制层和微阀层的光刻阳模；另取相同的硅片倾倒适量的AZ50正性光刻胶，用于制备流体运输层的光刻阳模；然后将上述硅片静置10～30min后，转移到甩胶机上，以400～700r/min甩胶10s，再反向1000～3000r/min甩胶20～40s，使得光刻胶均匀分布在硅片表面；

静置20～40min后，取出硅片，将其中旋涂有负性光刻胶的硅片在干燥箱中80℃干燥1～3min，80～100℃干燥4～6min；将旋涂有正性光刻胶的硅片50～80℃干燥2～5min，100～120℃干燥5～10min；取出硅片，冷却至室温备用；

步骤1.3：将制备好的印制有流体运输层、微阀控制层以及微阀图案的光刻掩膜版分别压在涂覆有正性和负性光刻胶一侧的硅片上，依次用紫外光刻机进行曝光；曝光后，将硅片浸泡在配置好的显影液中显影4～7min，显影完毕取出硅片用无水异丙醇冲洗1-3次；

步骤1.4：将冲洗后的制作流体控制层的阳模在干燥箱中90～110℃干燥5～8min后，取出冷却至室温；

步骤1.5：使用锡纸制作三个跟阳模大小相似的容器，将制作完毕的阳模分别放置在容器中，将涂覆有光刻胶的一侧朝上；将配置好的PDMS倾倒用于制作微阀气体控制层和微阀层的容器中，PDMS层的厚度分别为1～2mm和0.3～0.6mm；将配置好的PDMS倾倒在用于制作流体运输层的容器中，转移到甩胶机上进行旋涂，得到厚度为70～150μm的PDMS膜；

步骤1.6：将上述容器转移到真空干燥箱中，抽真空2～3min，除去PDMS中残留的气泡，然后在干燥箱中60～90℃干燥30min～1h，固化PDMS；

步骤1.7：将固化后的PDMS从阳模上取下，用手术刀将其切成需要的大小；

步骤1.8：使用步骤1.6中的热键合工艺将微阀气体控制层、微阀层和流体运输层按照从上到下的顺序依次键合在一起，使用打孔器将流体输入口、输出口以及气体入口打通，得到所述的PDMS盖片；

步骤二：利用MEMS工艺制备基片，具体步骤为：

步骤2.1：选用石英玻璃作为基底，将基底浸泡于铬酸24小时，并用去离子水清洗，并烘干备用；在基片上沉积第一层金层并通过光刻和lift-off工艺，形成用于引出各个电极的电气连接线、导线层、基片pad；

步骤2.2：在玻璃片上匀胶并烘干，使用掩膜板进行光刻显影；

步骤2.3：溅射厚度为30～50nm的钛作为玻璃片与金属的粘附层，再溅射厚度为100～300nm的金；

步骤2.4：放在装有丙酮的超声槽内2～10min，完成lift-off，实现导线层的图形化；

步骤2.5：沉积绝缘层并刻蚀，形成电极窗口；采用PECVD在基片上生长厚度为200～300nm的二氧化硅绝缘层，并使用光刻板进行曝光，并用氢氟酸和氯化铵的混合溶液腐蚀绝缘层，形成和微电极位置重合的窗口以及基片pad位置重合的窗口；

步骤2.6：沉积金属二层并通过光刻和lift-off工艺，形成用于制作OECT和SERS基片的微电极，钛层厚度为30～50nm，金层厚度为300～500nm；

步骤三：将步骤二中制作完成的基片转移到事先设计的用于生长的有机半导体膜的PCB上，将对应焊盘相连；在需要生长有机半导体膜的电极间滴加的电解液为含有EDOT单体的络合物溶液；施加的交流电可以是正弦波电压、方波电压、三角波电压，也可以为偏置电压，其幅值为2～8V，频率为1～1KHz；

步骤四：生长SERS基底：

步骤4.1：将上述冲洗完毕的基片放置在PCB转接板上，用金丝球焊机焊接好导线；

步骤4.2：将基片浸泡在2mM~200mM的氯金酸溶液中；

步骤4.3：使用与步骤三相同的信号发生器在两个电极之间施加幅值为3～10V，频率1K～500KHz，偏置0～2V的方波电压；

步骤4.4：利用显微镜观察枝晶生长状况，待枝晶生长完毕，用去离子水冲洗芯片，然后在干燥箱中70～90℃干燥5～20min；

步骤五：将步骤四中制备好的基片在蛋白点样机上进行点样，点样方式可以采用接触式点样或者非接触式点样技术；点样时，需要保证相同行的电极使用相同的蛋白进行点样；

步骤六：上述步骤完成后，对上述制作的基片和盖片进行键合；键合工艺可为热键合、阳极键合或者低温键合；

步骤七：将步骤六制备好的键合芯片与外部测量电路以及控制电路进行连接；

通过单片机控制微阀打开OECT栾通道，关闭其他栾通道，实现在进液口通入待检测的药物，同一支路同列通入相同的药物；

利用外部测量电路找到具有电活性的组合，打开与之对应的另一条栾通道，使用拉曼共聚焦显微镜观察药物和蛋白的反应过程。

所述步骤六中使用热键合方式的具体步骤为：

将步骤一中得到的PDMS盖片使用等离子清洗机处理，微流道一侧朝上，放置在真空3～5min，通入氧气流200～400ml/min，进行放电30～60s；将处理后的盖片压在基片的正中间，将在80℃真空干燥箱放置4min。

本发明相对于现有技术具备的有益效果为：本发明提供一种电学、光学方法联用的药物筛选微流控芯片及其制备方法，通过芯片结构设计实现了基于SERS的高内涵筛选以及基于电化学晶体管的高通量筛选的功能集成，有利于提高药物筛选的效率与精度，降低新药研发成本。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为芯片整体结构图；

图2为微流道局部结构图；

图3为微阀和微流道的相对位置图；

图4为微流体通道层和气体控制层结构图；

图5为制作OECT微电极结构图；

图6为制作SERS基片微电极结构图；

图7为微电极引线示意图；

图8盖片制备工艺流程图；

图9为叠层电极工艺示意图；

图10为微阀控制方式图；

图中：1为盖片、2为基片、3为微流道、4为流体运输通道、5为微阀气体控制通道、6为进液口、7为出液口、8为输入主通道、9为输入支通道、10为栾通道、11为微型圆池、12为输出支通道、13为输出主通道、14为微电极阵列单元、15为气动微阀；21为基底、22为金属一层、23为沉积绝缘层、24为电极窗口、25为金属二层；

41、42、43为三电极阵列单元的栅极、源极和漏极、44为有机半导体膜；

51、52为二电极阵列单元的微电极、53为贵金属枝晶。

具体实施方式

如图1所示，具体为电学、光学联用的药物筛选微流控芯片结构图，该类型芯片上设置有两种不同的微电极阵列，一种为电极中间含有机半导体膜的三电极阵列，另一种为电极中间含有贵金属枝晶的二电极阵列；所述电极阵列均覆盖有多条微流道，在微流道上均设置有多个气动微阀，在芯片的顶部和底部还分别设置有一排矩形焊盘，用于引出微电极。

本发明提供的微流控芯片主要包括基片和盖片，所述矩形焊盘、电极阵列位于基片上，所述的微流道、微阀位于盖片上。

如图2和如图3所示，具体为微流道3内部结构的一种实施例：对于4条支通道和4条栾通道分别需要8个气动微阀、4条气体通道进行控制，所述气动微阀15设置在气体控制通道和流体通道交界处，

图中黑色矩形为气动微阀15，与气动微阀15相连的线条为微阀气体控制通道5，气动微阀15开关由气体控制层通入的气体控制；所述气体控制层和微流体层的位置关系如图4所示，微阀气体控制通道5位于流体运输通道4的上方，两者纵向间距为40；在本发明实例中，图3所示的支通道和栾通道分别有80条，则一共需要480个微阀、120条气体控制通道。

如图5所示，制作所述OECT微电极阵列单元包括微电极41、42、43，所述微电极42、43水平相对，微电极41竖直向下；为了满足形成OECT的条件，本发明通过交流电沉积，在如图5所示的微电极42、43之间沉积了有机半导体膜44，所述微电极42、43分别充当OECT的源、漏极，微电极41充当OECT的栅极。

如图6所示，制作所述生长SERS基片的微电极阵列单元包括微电极51、52，由于拉曼信号非常微弱，本发明采用贵金属枝晶作为表面散射拉曼增强基底，即SERS基底，实现增强拉曼信号的目的，具体制作时，使用交流电沉积的方法，在微电极51、52之间形成具有分叉结构的贵金属枝晶53。

如图7所示，微电极引线图中，三电极阵列或二电极阵列的微电极均由引线单独控制，每一个微电极用引线连接到一个独立的矩形焊盘。一方面，方便有机半导体膜的制备与基于OECT的电学测量。另一方面，便于表面散射拉曼增强基底的制备和增强系数的电学控制。

本发明提供的高通量、高内涵药物筛选微流控芯片的制备方法过程如下：

步骤一：利用MEMS工艺在PDMS上制备盖片1，制备工艺流程如图8所示。具体为：

（1）将硅片浸泡于铬酸24小时，除去硅片表面的污垢。取出后，用去离子水冲洗3遍，然后将硅片放置在干燥箱中100℃干燥半小时除去硅片表面残留的水汽；

（2）暗室中，取经过步骤（1）处理后的两片完全相同的硅片，倾倒适量的SU8-2025负性光刻胶，用于制备气体微阀控制层和气动微阀的光刻阳模；另取相同的硅片倾倒适量的AZ50正性光刻胶，用于制备流体运输层的光刻阳模；然后将上述硅片静置20min后，转移到甩胶机上，以600r/min甩胶10s，再反向2000r/min甩胶30s，使得光刻胶均匀分布在硅片表面；静置30min后，取出硅片。将其中旋涂有负性光刻胶的硅片在干燥箱中80℃干燥2min，90℃干燥5min；将旋涂有正性光刻胶的硅片60℃干燥2min，110℃干燥5min；取出硅片，冷却至室温备用；

（3）将制备好的印制有流体运输层、微阀控制层以及微阀图案的光刻掩膜版压在涂覆有光刻胶一侧的硅片上，依次用紫外光刻机进行曝光。曝光后，将硅片浸泡在配置好的显影液中显影5min。显影后，取出硅片用异丙醇冲洗30s；

（4）将冲洗后的制作流体控制层的阳模在干燥箱中100℃干燥5min后，取出冷却至室温；

（5）使用锡纸制作三个跟阳模大小相似的容器，将制作完毕的阳模分别放置在容器中，将涂覆有光刻胶的一侧朝上。将配置好的PDMS分别倾倒用于制作微阀气体控制层和微阀的容器中，PDMS层的厚度分别为2mm和1mm；将配置好的PDMS倾倒在用于制作流体运输层的容器中，转移到甩胶机上进行旋涂，得到厚度为70μm的PDMS膜；

（6）将上述容器转移到真空干燥箱中，抽真空3min，以除去PDMS中残留的气泡，然后在干燥箱中80℃干燥1小时，以固化PDMS；

（7）将固化后的PDMS从阳模上取下，用手术刀将其切成需要的大小；

（8）使用步骤6中的热键合工艺将微阀气体控制层、微阀层、流体运输层按照从上到下的顺序依次键合在一起，得到所述的PDMS盖片；

步骤二：利用MEMS工艺制备基片2，具体步骤为：

（1）如图9（a）所示，选用石英玻璃作为基底21，分别用丙酮、酒精、去离子水进行清洗，并烘干备用。在基片上沉积第一层金属并通过光刻和lift-off工艺，形成用于引出各个电极的电气连接线；

更具体的，首先在玻璃片上匀胶并烘干，使用掩膜版进行光刻显影；然后溅射厚度为30nm的钛（Ti）作为玻璃片与金属的粘附层，再溅射厚度为200nm的金（Au）；最后，放在装有丙酮的超声槽内2min，完成lift-off，实现导线层的图形化。

（2）如图9（b）所示，沉积绝缘层并刻蚀，形成电极窗口24和矩形焊盘窗口；具体地，用PECVD在基片上生长厚度为200nm的二氧化硅绝缘层，并使用光刻板进行曝光，并用氢氟酸和氟化铵的混合溶液腐蚀绝缘层，形成和微电极以及基片pad重合的窗口；

（3）如图9（c）所示，沉积金属二层25并通过光刻和lift-off工艺，形成用于制作OECT和SERS基片的微电极以及矩形焊盘，Ti/Au层厚度分别为30nm/500nm；

本实施例中用于生长SERS基片的微电极51、52之间的距离为10μm；用于制作OECT的微电极42、43距离与生长SERS基片的微电极对相同；为了保证栅极微电极和生长的有机半导体膜无物理连接，微电极41距离微电极42、43连线至少20μm。相邻微电极对之间的距离均符合常见蛋白点样机的点样要求。

步骤三：将步骤一中制作完成的基片转移到事先设计的用于生长（PEDOT）有机半导体膜44的PCB上，将对应焊盘相连。在需要生长PEDOT膜的电极间施加的交流电可以是正弦波电压、方波电压、三角波电压，也可以为偏置电压；滴加的电解液为含有EDOT单体的络合物溶液。

本实施例中具体的实验参数为：0.03g的PSS（聚苯乙烯磺酸钠），以及0.07g的EDOT（3,4，乙烯二氧噻吩）加入去离子水中定容至10mL，40℃水浴加热搅拌1小时，直至PSS和EDOT完全溶解。本实例中制备PEDOT膜的具体步骤为：

（1）将制备好的基片放置在PCB转接板上，并用金丝球焊机连接好导线；

（2）把基片浸泡在所述含有EDOT单体的电解液中；

（3）利用信号发生器在图5所示的电极42、43之间施加幅值5V，频率500KHz，偏置0.7V的方波电压；

（4）用显微镜观察电极中央，待PEDOT膜生长完毕，切断电源，将芯片上残留的溶液用去离子水冲洗干净。

步骤四：生长SERS基片（金枝晶）的步骤和步骤3类似。具体为：

（1）将上述冲洗完毕的基片放置在PCB转接板上，用金丝球焊机焊接好导线；

（2）将基片进浸泡在2mM的氯金酸溶液中；

（3）使用跟上述步骤相同的信号发生器在图6所述的电极51、52之间施加幅值为4V，频率250KHz，偏置1V的方波电压；

（4）利用显微镜观察贵金属枝晶53生长状况，待枝晶生长完毕，用去离子水冲洗芯片。然后在干燥箱中80℃干燥10分钟。

经过以上步骤，得到微流控芯片的盖片1和基片2，盖片1上设置有10个进液口、10出液口、120个气体输入口、480个气动微阀。基片2上设置有260个矩形金焊盘、80对生长有PEDOT膜的三电极阵列单元、80对生长有金枝晶的二电极阵列单元。

步骤五：将步骤四中制备好的基片在蛋白点样机上进行点样，点样方式可以采用接触式(针点)点样或者非接触式(喷点)点样技术。本实施方式采用非接触式点样技术，使用型号为Biodot AD1500的蛋白点样机实现点样。点样时，需要保证相同行的电极使用相同的蛋白进行点样。

步骤六：待上述步骤完成后，还要对上述制作的基片和盖片进行键合。键合工艺可为热键合、阳极键合或者低温键合。该实施实例使用热键合的方式，具体为：

（1）将步骤2中得到的PDMS盖片使用等离子清洗机处理，微流道一侧朝上。注意，真空4min，氧气流300ml/min，放电40s；

（2）将处理后的盖片压在基片的正中间，将其在真空干燥箱80℃放置4min；

步骤七：微阀控制方式如图10所示，a0~a7表示8条支通道，宽横向矩形表示微阀，窄横向矩形表示气体通道，黑色叉号表示对应微阀处于关闭状态，规定当该位为1时表示微阀关闭，当为0时表示微阀打开。当Bit3=0表示支通道a0~a3处于打开状态，相应的支通道a4~a7处于关闭状态；当Bit2=1表示支通道a2、a3、a6、a7处于打开状态，其他支通道处于关闭状态；当Bit1=1表示支通道a1、a3、a5、a7处于打开状态，其他支通道处于关闭状态；将以上支通道状态进行分析发现，此时只有支通道a3上的所有微阀处于打开状态，所以此时流体只能够通过该条支路。同样的，当Bit3=1，Bit2=0，Bit1=0时，支路a4打开，以此类推就可以分别控制相应的支路的通断，此处微阀的寻址通过单片机控制实现。本实施实例中，如图10所示的结构一共有20组，每一组包括8条微流道、24个气动微阀、6条气体控制通道，则一共有160条微流道、480个气动微阀、120条气体控制通道。

步骤八：将利用上述步骤制备好的芯片与外部测量电路以及控制电路连接完毕，通过单片机控制微阀关闭其他栾通道。

在进液口通入待检测的药物，注意同一支路通入相同的药物。利用外部测量电路找到具有电活性的组合，打开与之对应的另一条栾通道，使用拉曼共聚焦显微镜观察药物和蛋白的反应过程。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种高通量、高内涵药物筛选微流控芯片，其特征在于：包括盖片（1），所述盖片（1）设置在基片（2）上，所述盖片（1）上设置有多条微流道（3），所述每条微流道（3）的内部均设置有流体运输通道（4）和微阀气体控制通道（5）；

所述流体运输通道（4）包括进液口（6）、出液口（7），所述进液口（6）横向均匀分布在盖片（1）的一端，所述出液口（7）横向均匀分布在盖片（1）的另一端；

所述进液口（6）与输入主通道（8）相连，所述输入主通道（8）的输出端分成多条输入支通道（9），每条输入支通道（9）再分成两条栾通道（10），每条栾通道（10）穿过一个微型圆池（11）；所述两条栾通道（10）的末端汇聚后与输出支通道（12）相连，所述每条输出支通道（12）汇聚后与输出主通道（13）相连，所述输出主通道（13）与出液口（7）相连；

所述微型圆池（11）内部设置有微电极阵列单元（14），所述微型圆池（11）作为药物与蛋白反应的场所；

所述两条栾通道（10），一条用于电化学晶体管（OECT）的电学检测通道，另一条为用于表面增强拉曼散射（SERS）的光学检测通道；

所述OECT栾通道穿过的微型圆池（11）内设置的微电极阵列单元（14）为含有机半导体膜的三电极阵列单元；

所述SERS栾通道穿过的微型圆池（11）内设置的微电极阵列单元（14）为含有贵金属枝晶结构的二电极阵列单元；

所述输入支通道（9）和栾通道（10）上还设置有气动微阀（15）；

所述气动微阀（15）设置在流体运输通道（4）和微阀气体控制通道（5）的交界处，所述气动微阀（15）开关状态由通入的气体控制。

2.根据权利要求1所述的一种高通量、高内涵药物筛选微流控芯片，其特征在于：所述基片（2）的结构为：包括基底（21），所述基底（21）的上层沉积有金属一层（22），所述金属一层（22）内部设置有电气连接线和基片pad；

所述金属一层（22）上层还设置有沉积绝缘层（23），所述沉积绝缘层（23）上设置有电极窗口（24）；所述沉积绝缘层（23）上还沉积有金属二层（25），所述金属二层（25）流入电极窗口（24）并与金属一层（22）接触。

3.根据权利要求2所述的一种高通量、高内涵药物筛选微流控芯片，其特征在于：所述微型圆池（11）内设置的三电极阵列单元包括三个形状大小完全一致的微电极，三个微电极相互之间呈三角形设置，其中两个水平放置，一个竖直放置；

所述微型圆池（11）内设置的三电极阵列单元微电极包括：栅极（41），源极（42），漏极（43）；半导体膜（44）与源极（42）、漏极（43）相连；

所述微型圆池（11）内设置的二电极阵列单元包含两个形状大小完全一致的微电极；两个微电极相对，水平放置；所述二电极阵列单元的微电极之间设置表面增强拉曼散射基底；

所述三电极阵列单元或二电极阵列单元的微电极均由引线单独控制，每一个微电极用引线连接到一个独立的矩形焊盘，所述矩形焊盘具体为设置在基底边缘处的基片pad；

水平放置的两个微电极之间的距离为1~100；

竖直放置的电极距离水平放置电极连线的距离为1~100；

所述微电极的长度和宽度至少2。

4.一种高通量、高内涵药物筛选微流控芯片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：利用MEMS工艺在PDMS上制备盖片（1），具体步骤为：

步骤1.1：将硅片浸泡于铬酸24小时，除去硅片表面的污垢，取出后，用去离子水冲洗3遍，然后将硅片放置在80～100℃的干燥箱中10～20min；

步骤1.2：在暗室中，取经过步骤1.1处理后的两片完全相同的硅片，使用SU8-2025负性光刻胶滴胶5-10s，用于制备气体微阀控制层和微阀层的光刻阳模；另取相同的硅片倾倒适量的AZ50正性光刻胶，用于制备流体运输层的光刻阳模；然后将上述硅片静置10～30min后，转移到甩胶机上，以400～700r/min甩胶10s，再反向1000～3000r/min甩胶20～40s，使得光刻胶均匀分布在硅片表面；

静置20～40min后，取出硅片，将其中旋涂有负性光刻胶的硅片在干燥箱中80℃干燥1～3min，80～100℃干燥4～6min；将旋涂有正性光刻胶的硅片50～80℃干燥2～5min，100～120℃干燥5～10min；取出硅片，冷却至室温备用；

步骤1.3：将制备好的印制有流体运输层、微阀控制层以及微阀图案的光刻掩膜版分别压在涂覆有正性和负性光刻胶一侧的硅片上，依次用紫外光刻机进行曝光；曝光后，将硅片浸泡在配置好的显影液中显影4～7min，显影完毕取出硅片用无水异丙醇冲洗1-3次；

步骤1.4：将冲洗后的制作流体控制层的阳模在干燥箱中90～110℃干燥5～8min后，取出冷却至室温；

步骤1.5：使用锡纸制作三个跟阳模大小相似的容器，将制作完毕的阳模分别放置在容器中，将涂覆有光刻胶的一侧朝上；将配置好的PDMS倾倒用于制作微阀气体控制层和微阀层的容器中，PDMS层的厚度分别为1～2mm和0.3～0.6mm；将配置好的PDMS倾倒在用于制作流体运输层的容器中，转移到甩胶机上进行旋涂，得到厚度为70～150μm的PDMS膜；

步骤1.6：将上述容器转移到真空干燥箱中，抽真空2～3min，除去PDMS中残留的气泡，然后在干燥箱中60～90℃干燥30min～1h，固化PDMS；

步骤1.7：将固化后的PDMS从阳模上取下，用手术刀将其切成需要的大小；

步骤1.8：使用步骤1.6中的热键合工艺将微阀气体控制层、微阀层和流体运输层按照从上到下的顺序依次键合在一起，使用打孔器将流体输入口、输出口以及气体入口打通，得到所述的PDMS盖片（1）；

步骤二：利用MEMS工艺制备基片（2），具体步骤为：

步骤2.1：选用石英玻璃作为基底（21），将基底（21）浸泡于铬酸24小时，并用去离子水清洗，并烘干备用；在基片（2）上沉积第一层金层（22）并通过光刻和lift-off工艺，形成用于引出各个电极的电气连接线、导线层、基片pad；

步骤2.2：在玻璃片上匀胶并烘干，使用掩膜板进行光刻显影；

步骤2.3：溅射厚度为30～50nm的钛作为玻璃片与金属的粘附层，再溅射厚度为100～300nm的金；

步骤2.4：放在装有丙酮的超声槽内2～10min，完成lift-off，实现导线层的图形化；

步骤2.5：沉积绝缘层（23）并刻蚀，形成电极窗口（24）；采用PECVD在基片（2）上生长厚度为200～300nm的二氧化硅绝缘层，并使用光刻板进行曝光，并用氢氟酸和氯化铵的混合溶液腐蚀绝缘层，形成和微电极位置重合的窗口以及基片pad位置重合的窗口；

步骤2.6：沉积金属二层（25）并通过光刻和lift-off工艺，形成用于制作OECT和SERS基片（2）的微电极，钛层厚度为30～50nm，金层厚度为300～500nm；

步骤三：将步骤二中制作完成的基片（2）转移到事先设计的用于生长的有机半导体膜（44）的PCB上，将对应焊盘相连；在需要生长有机半导体膜（44）的电极间滴加的电解液为含有EDOT单体的络合物溶液；施加的交流电可以是正弦波电压、方波电压、三角波电压，也可以为偏置电压，其幅值为2～8V，频率为1～1KHz；

步骤四：生长SERS基底：

步骤4.1：将上述冲洗完毕的基片（2）放置在PCB转接板上，用金丝球焊机焊接好导线；

步骤4.2：将基片（2）浸泡在2mM~200mM的氯金酸溶液中；

步骤4.3：使用与步骤三相同的信号发生器在两个电极之间施加幅值为3～10V，频率1K～500KHz，偏置0～2V的方波电压；

步骤4.4：利用显微镜观察枝晶生长状况，待枝晶生长完毕，用去离子水冲洗芯片，然后在干燥箱中70～90℃干燥5～20min；

步骤五：将步骤四中制备好的基片（2）在蛋白点样机上进行点样，点样方式可以采用接触式点样或者非接触式点样技术；点样时，需要保证相同行的电极使用相同的蛋白进行点样；

步骤六：上述步骤完成后，对上述制作的基片（2）和盖片（1）进行键合；键合工艺可为热键合、阳极键合或者低温键合；

步骤七：将步骤六制备好的键合芯片与外部测量电路以及控制电路进行连接；

通过单片机控制微阀打开OECT栾通道，关闭其他栾通道，实现在进液口（6）通入待检测的药物，同一支路同列通入相同的药物；

利用外部测量电路找到具有电活性的组合，打开与之对应的另一条栾通道（10），使用拉曼共聚焦显微镜观察药物和蛋白的反应过程。

5.根据权利要求4所述的一种高通量、高内涵药物筛选微流控芯片的制备方法，其特征在于：所述步骤六中使用热键合方式的具体步骤为：将步骤一中得到的PDMS盖片（1）使用等离子清洗机处理，微流道（3）一侧朝上，放置在真空3～5min，通入氧气流200～400ml/min，进行放电30～60s；将处理后的盖片（1）压在基片（2）的正中间，将在80℃真空干燥箱放置4min。