CN113219164A - 生物芯片及其制备方法、检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物芯片以及其制备方法、检测装置，该生物芯片包括衬底基板以及设置在衬底基板表面的表面修饰单元，其中，表面修饰单元包括多个柱状微结构，柱状微结构的材质为有机物，表面带有偶联基团，通过这些柱状微结构能够实现对衬底基板进行表面修饰，作为生物芯片中的连接体用于连接生物大分子如抗体，从而进一步用于实现生物分子检测如免疫荧光检测等。

Description

生物芯片及其制备方法、检测装置

技术领域

本发明涉及生物检测技术领域，尤其涉及一种生物芯片以及其制备方法、检测装置。

背景技术

生物芯片技术是根据分子间特异性地相互作用的原理，将生命科学领域中不连续的分析过程集成于芯片表面的微型生物化学分析系统，以实现对抗体、基因及其它生物组分的准确、快速、大信息量的检测。

在相关技术的发展驱动下，生物芯片在分子生物检测中的应用越来越广泛。以在荧光免疫分析中的应用为例，例如，可以先在生物芯片上预先连接荧光色素标记的抗体，然后将连接有标记抗体的生物芯片用于免疫荧光检测。在此过程中，对生物芯片进行表面改性和修饰，使之能够具有连接生物大分子如抗体、蛋白等的性能尤为重要。

发明内容

本说明书实施例提供了一种生物芯片以及其制备方法、检测装置，通过设置多个柱状微结构对衬底基板进行表面修饰，有效地实现了生物芯片连接生物大分子的功能。

第一方面，提供了一种生物芯片，包括：

衬底基板；

表面修饰单元，设置在所述衬底基板表面；

其中，所述表面修饰单元包括多个柱状微结构，所述柱状微结构的材质为有机物，表面带有偶联基团。

进一步地，每个所述柱状微结构表面分布有凸起结构，所述凸起结构的材质与所述柱状微结构的材质相同。

进一步地，所述柱状微结构之间的间距在500纳米到1微米之间。

进一步地，所述柱状微结构的高度在1-10微米之间。

进一步地，所述表面修饰单元有多个，且多个表面修饰单元按照目标图案排布。

进一步地，所述有机物为光刻胶。

进一步地，所述衬底基板为玻璃基板。

进一步地，上述生物芯片还包括：微流通道，所述表面修饰单元分布于所述微流通道内，以使得包含对象物质的流体经过所述微流通道到达所述表面修饰单元。

第二方面，提供了一种生物芯片的制备方法，包括：

在衬底基板表面形成有机物材质的基底层；

对所述基底层进行刻蚀，形成表面修饰单元，其中，所述表面修饰单元包括多个柱状微结构，所述柱状微结构表面带有偶联基团。

进一步地，所述对所述基底层进行刻蚀，形成表面修饰单元，包括：

通过等离子体刻蚀工艺，对所述基底层进行刻蚀，形成所述表面修饰单元。

进一步地，刻蚀时间在200秒到350秒之间。

进一步地，所述基底层为光刻胶层，所述对所述基底层进行刻蚀，形成表面修饰单元，包括：

在所述光刻胶层上方形成掩膜；

通过曝光并显影对所述光刻胶层进行图案化，形成目标图案的光刻胶层；

对所述目标图案的光刻胶层进行刻蚀，形成按照所述目标图案排布的表面修饰单元。

第三方面，提供了一种检测装置，包括上述第一方面提供的生物芯片。

本说明书实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本说明书实施例提供的生物芯片，通过在衬底基板表面设置表面修饰单元，该表面修饰单元包括多个柱状微结构，且柱状微结构的材质为有机物，表面带有偶联基团，能够作为生物大分子的结合位点，这样在经过后续活化处理后，就可以作为连接体连接生物大分子如抗体，进一步用于实现生物分子检测如免疫荧光检测等。

另外，该生物芯片中的柱状微结构可以通过刻蚀的方式制备，刻蚀是半导体工艺中较为成熟的制造技术，相比于采用化学改性方式如利用硅烷偶联剂修饰的方式，生产可控性更强且效率更高。

上述说明仅是本说明书技术方案的概述，为了能够更清楚了解本说明书的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本说明书的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本说明书的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本公开的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本说明书实施例中一种生物芯片的示例性结构示意图；

图2为本说明书实施例中扫描电镜下的柱状微结构图一；

图3为本说明书实施例中扫描电镜下的柱状微结构图二；

图4为本说明书实施例中一种生物芯片的示例性结构示意图；

图5为本说明书实施例中表面修饰单元的第一种示例性排布示意图；

图6为本说明书实施例中表面修饰单元的第二种示例性排布示意图；

图7为本说明书实施例中表面修饰单元的第三种示例性排布示意图；

图8为本说明书实施例中表面修饰单元的第四种示例性排布示意图；

图9为本说明书实施例中一种生物芯片的上盖板的示例性结构示意图；

图10为本说明书实施例中一种生物芯片的下盖板的示例性结构示意图；

图11为本说明书实施例中一种生物芯片的制备方法的流程图；

图12为本说明书实施例中一种检测装置的结构示意图。

具体实施方式

芯片表面修饰是生物芯片技术中的一种重要处理方式，通过表面修饰使得芯片具有某种功能，例如，连接生物大分子的功能以用于实现生物分子检测。

目前，通过表面修饰使得芯片具有连接生物大分子功能的方式还比较局限，较为常用的为化学改性方式，也就是在玻璃表面通过化学反应连接能够用于偶联生物大分子的有机分子。例如，在玻璃表面采用硅烷偶联剂修饰，具体过程包括：首先对玻璃表面羧基化处理，然后再用硅烷偶联剂修饰；通过硅烷偶联剂与羧基的反应，在玻璃和偶联剂之间形成硅氧键，使偶联剂通过化学键合于玻璃表面。偶联剂另一端的性质决定了改性玻璃表面，玻璃片经过桂烧化之后表面带上各种活性化学基团，在一定的条件下可以与相应的具有特殊功能的单体或低聚物发生化学反应。从而达到对玻璃表面功能性修饰改性的目的。这种通过化学反应连接有机分子，以连接上的有机分子作为结合位点的方式，生产可控性较低，形成的结合位点的数量和分布具有一定的随机性，且通常需要较长的处理时间，不利于提高生产效率。

由此，本说明书实施例提供了一种生物芯片，通过在衬底基板设置多个柱状微结构，由于柱状微结构的材质为有机物，表面带有偶联基团，以柱状微结构作为连接体，以微结构表面的偶联基团如羧基或氨基等为结合位点，在进一步活化处理后，能够实现与生物大分子如抗体的连接，从而能够进一步用于生物分子检测如免疫荧光检测等。当然，除此之外，还可以应用于抗污染，或者是图案化制备等场景。可以理解的是，随着MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)技术的发展，相比于在衬底表面通过化学反应连接有机分子用于生物大分子的连接，微结构的加工可控性更强，且效率更高，而且微结构上分布的结合位点也更多，也就能够与更多的生物大分子连接，有利于提高生物分子检测效果。

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1为本说明书实施例提供的一种生物芯片的示意图。如图1所示，该生物芯片1包括：衬底基板10以及表面修饰单元20。

其中，表面修饰单元20设置在衬底基板10表面，用于对衬底基板10表面进行修饰，实现连接生物大分子的功能。表面修饰单元20包括多个柱状微结构201。多个柱状微结构201的分布情况可以根据实际需要设置，本实施例对此不作限制。

具体实施时，为了提高对生物大分子的连接效果从而提高检测效果，多个柱状微结构201的分布可以较为均匀。例如，图2和图3为一种应用场景中生物芯片表面修饰单元的扫描电镜图，其中，图2为通过扫描电镜拍摄的表面修饰单元20的三维示图，图3为通过扫描电镜拍摄的表面修饰单元20的俯视图。如图2所示，表面修饰单元20包含的多个柱状微结构201在扫描电镜下呈现为类似于微丛结构。如图3所示，柱状微结构201可以按照所需要的图案如图3中示出的长条形图案分布，且分布较为均匀。在一种实施方式中，多个柱状微结构201可以呈阵列排布，这样分布较为均为均匀，使得结合位点的分布更均匀，有利于提高检测效果。

每个柱状微结构201的材质均为有机物，该有机物表面带有偶联基团。这些偶联基团能够作为结合位点，用于与生物大分子之间发生化学键合，形成共价键，使得生物大分子连接到衬底基板10表面。例如，偶联基团用于可以是羧基或氨基等，本实施例对此不做限定。

举例来讲，为了方便加工，柱状微结构201的材质可以是半导体工艺中会用到的有机物，例如可以是光刻胶，如可以是OC胶或者是其他光刻胶，根据实际使用需求确定，此处不作限制。

举例来讲，衬底基板10可以采用玻璃基板，有利于降低成本，也方便加工。当然，衬底基板10也可以采用硅片基板或塑料基板等适用材料的基板，本实施例对此不做限定。

举例来讲，考虑到生物芯片1的尺寸以及工艺限制，柱状微结构201的高度h可以在1微米到10微米之间，间距a可以在200纳米到10微米之间。柱状微结构201的一端与衬底基板10表面连接，可以表现为直立状，弯曲状，或者某些为直立状某些为弯曲状。另外，在一种应用场景中，受生产工艺影响，柱状微结构201靠近衬底基板10表面一端的尺寸大于远离衬底基板10表面一端的尺寸，呈现类似于锥形的柱状结构。

在一种可选的实施方式中，柱状微结构201之间的间距在500纳米到1微米之间，在该间距范围内，既可以使得抗体或蛋白等生物大分子较为紧密的连接在柱状微结构201表面，又可以减少生物分子间的空间位阻，并保证生物分子在液相环境中具有一定的灵活性，有利于提高生物大分子的连接效果。

在一种可选的实施方式中，如图4所示，每个柱状微结构201表面分布有凸起结构2011。凸起结构2011的材质与柱状微结构201的材质相同，类似于微结构表面有细小的柔毛，直立或稍扭曲，柔毛长度可以为几百纳米，即在100纳米到1000纳米之间。这些凸起结构2011能够有效地增大微结构的表面面积，从而增加结合位点的数量，有利于提高生物大分子的连接效果。

本说明书实施例中，衬底基板10上设置的表面修饰单元20可以有一个或多个，表面修饰单元20的排布形状以及在衬底基板10上的分布区域，可以根据实际应用场景的需要设置，本实施例对此不做限定。例如，若采用半导体生产工艺在衬底基板10上制备表面修饰单元20，可以通过设计不同图案的掩膜(MASK)，制造各种所需排布形状以及分布区域的表面修饰单元20。

举例来讲，如图5所示，衬底基板10上可以设置一个表面修饰单元20。需要说明的是，图5中以覆盖衬底基板10整个表面的表面修饰单元20为示例，不作为限制。若表面修饰单元20设置有多个，多个表面修饰单元20可以按照目标图案排布，例如，衬底基板10上可以设置四个表面修饰单元20，目标图案可以是按照预设间隔排布的四个方形图案，如图6所示，或者，也可以是按照预设间隔排布的四个圆形图案，如图7所示；又例如，衬底基板10上可以设置三个表面修饰单元20，目标图案可以是按照预设间隔排布的三个长条形图案，如图8所示。

图9为本说明书实施例提供的一种生物芯片的流道分布示意图。在一种可选的实施方式中，该生物芯片还可以包括：微流通道30，表面修饰单元20分布于微流通道30内，以使得包含对象物质的流体经过微流通道30到达表面修饰单元20。对象物质可以根据实际应用场景确定，本实施例对此不做限定。例如，对象物质可以为生物大分子，如抗体、蛋白、生物探针、基因片段或多肽等。又例如，已经在表面修饰单元20上连接生物大分子后，对象物质也可以是待检测物质，如连接的生物大分子为抗体，待检测物质可以为抗原。

举例来讲，微流通道30可以包括流入通道、反应腔室和流出通道，表面修饰单元20可以分布于反应腔室内，包含对象物质的流体由流入通道进入反应腔室，与表面修饰单元20接触，然后由流出通道流出芯片。

在一种应用场景中，为了方便加工，生物芯片可以包括上盖板、下盖板以及反应部件。例如，如图9所示，上盖板2设置有微流通道30，微流通道30可以根据实际应用场景的需要涉及，如可以包括进样口311、蛇形管道312、第一反应腔室313、蛇形管道314、第二反应腔室315、蛇形管道316、废液池317和出样口318。

反应部件包括上述的衬底基板10以及设置在衬底基板10表面的表面修饰单元20。

下盖板设置有用于安装反应部件的凹槽，例如，如图10所示，下盖板3可以包括第一凹槽401和第二凹槽402，第一凹槽401的设置位置与第一反应腔室313的位置对应，第二凹槽402的设置位置与第二反应腔室315的位置对应。

生产时，可以将加工好的反应部件安装在下盖板的凹槽中，然后将上、下盖板键合，得到具有微流控功能的生物芯片。以图9示出的微流通道30为例，包含对象物质的流体可以从进样口311进入，经蛇形管道312到达第一反应腔室313，与设置在第一反应腔室313的反应部件1A接触，然后再经蛇形管道314到达第二反应腔室315，与设置在第二反应腔室315的反应部件1B接触，再经蛇形管道316到达废液池317，从出样口318流出。

在一种应用场景中，下盖板与上述衬底基底也可以是一体设置的，将下盖板作为衬底基底，在表面设置表面修饰单元20。

当然，在具体实施过程中，生物芯片也可以采用其他微流通道30设置方式，或者，也可以不设置微流通道30，通过使用包含对象物质的液体浸泡或覆盖表面修饰单元20，实现非流动的生物大分子连接以及后续检测。

需要说明的是，本说明书实施例中，生物芯片还可以包括更多或更少的部件，可以根据实际需求确定。例如，生物芯片还可以包括：器件层(用于设置晶体管等控制器件)、保护层(PVX)等，以提供更加丰富的功能，提高该生物芯片的使用性能。

下面以连接抗体为例，对该生物芯片一种示例性使用过程进行说明，需要说明的是，该使用过程仅为示例，具体实施时，也可以采用其他适用的操作过程，此处不作限制。

1)先对生物芯片的表面修饰单元20中的结合位点进行活化，得到活性位点。例如，可以准备1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐1.53g，N-羟基丁二酰亚胺0.23g，分别盛放在专用的两支50mL试管中，各加入20mL H₂O溶解。使用时，将两种溶液混合均匀后倒入放有待活化生物芯片的方形盒中，保证溶液淹没表面修饰单元20，并在摇床上反应15min。

2)在活性位点上连接抗体。例如，可以先将活化过的生物芯片用超纯水冲洗两遍，氮气吹干。然后将标记抗体均匀的孵育在反应区内，放在试剂盒中保持湿润4℃过夜孵育。

3)封闭未结合的活性位点。例如，可以将生物芯片从上述试剂盒中取出，用缓冲液冲洗，再分别加入缓冲液和超纯水震荡清洗5min，然后将芯片置于1％的牛血清白蛋白溶液中4℃过夜，从而封闭未结合的活性位点。

为了验证上述表面修饰单元20可以用于连接生物大分子，在上述操作过程中，可以采用荧光标记的抗体。经试验证明，在完成上述1)到3)的处理过程后，通过荧光显微镜观察生物芯片，能够在表面修饰单元20处观察到较强的荧光信号，说明上述表面修饰单元20可以用于连接生物大分子。并且，表面修饰单元20中柱状微结构201之间的间距在500纳米到1微米之间时，能够观察到的荧光信号相对更强，说明将柱状微结构201之间的间距设置在500纳米到1微米之间，有利于提高生物芯片的连接效果。

需要说明的是，上述连接操作过程中，涉及的材料、配比、时间以及温度等参数，可以根据实际应用场景以及多次试验确定，不作为限制。

当然，在具体实施过程中，除了上述操作方式以外，还可以采用其他操作方式对上述生物芯片进行生物大分子的连接，可以根据实际应用场景确定，例如，对于包含有微流通道的生物芯片，可以采用微流控的方式实现在生物芯片中的结合位点连接生物大分子的操作，本实施例对此不做限定。

本说明书实施例提供的生物芯片，以柱状微结构201作为连接体，以微结构表面的偶联基团如羧基或氨基等为结合位点，在进一步活化处理后，能够实现与生物大分子如抗体的连接，从而能够进一步用于生物分子检测如免疫荧光检测等。并且，相比于在衬底表面通过化学反应连接有机分子用于生物大分子的连接，微结构的加工可控性更强，且效率更高，而且微结构上分布的结合位点也更多，也就能够与更多的生物大分子连接，有利于提高与生物大分子如抗体、蛋白、生物探针等的连接效果，从而提高生物分子检测效果。

图11为本说明书实施例提供的一种生物芯片的制备方法的流程示意图，用于制备本说明书实施例提供的生物芯片。例如，在一个示例中，如图11所示，该生物芯片的制备方法包括以下步骤：

步骤S101，在衬底基板10表面形成有机物材质的基底层；

步骤S102，对基底层进行刻蚀，形成表面修饰单元20，其中，表面修饰单元20包括多个柱状微结构201，柱状微结构201表面带有偶联基团。

举例来讲，在步骤S101中，衬底基板10可以采用玻璃基板，有利于降低成本，也方便加工。当然，衬底基板10也可以采用半导体基板如硅片，或者是采用塑料等适用材料的基板，本实施例对此不做限定。

基底层可以为有机胶层，例如，可以是OC胶或者其余光刻胶，根据实际使用需求确定。采用光刻胶作为基底层能够与半导体生产相兼容，复用半导体加工设备，方便加工，有利于提高制备过程的可控性以及制备效率。可以理解的是，基底层的厚度应大于想要得到的柱状微结构201的高度。

以采用玻璃基板以及OC胶为例，在一种应用场景中，可以先将玻璃基板使用去离子水清洗并用氮气吹干；将玻璃放在旋涂机上并在表面均匀滴涂OC胶；前转150rpm运行10s，后转300rpm运行30s，得到厚度在3um左右的胶层，并在100℃温度下前烘2min，得到基底层。在该过程中，涉及的参数如转速、时间、厚度、温度等，可以根据实际应用场景的需要以及多次试验确定，此处不作限制。

在步骤S102中，刻蚀工艺可以采用等离子刻蚀工艺如感应耦合等离子体刻蚀(Inductively Couple Plasma Etch，ICP刻蚀)。通过等离子体刻蚀工艺，对基底层进行刻蚀，在衬底基板10表面形成上述表面修饰单元20。表面修饰单元20的具体结构以及相关参数可以参照上述芯片实施例中的描述，此处不再赘述。例如，基底层厚度为3.49um，可以刻蚀得到高度为1.41um的柱状微结构201。

需要说明的是，采用等离子刻蚀工艺刻蚀得到的多个柱状微结构201，柱状微结构201表面会带有凸起结构2011，类似于带有细小的柔毛。这些凸起结构2011的相关描述以及效果可以参照上述的芯片实施例，此处不再赘述。

当然，除了等离子刻蚀工艺以外，也可以采用其他能在基底层上刻蚀出柱状微结构201的半导体刻蚀工艺例如其他粒子轰击刻蚀方式，本实施例对此不做限定。采用半导体刻蚀工艺加工表面修饰单元20，可以进一步使得生物芯片的加工与半导体生产相兼容，复用半导体加工设备，进一步提高制备过程的可控性以及制备效率。

以ICP刻蚀为例，例如，可以使用氯气和氩气等离子体刻蚀基底层，得到多个柱状微结构201。刻蚀功率以及时间可以根据所需柱状微结构201的高度以及间距，通过多次试验确定。例如，在功率为600W的条件下，刻蚀时间可以在200秒到350秒之间。可以理解的是，刻蚀时间越长，柱状微结构201的高度越低，柱状微结构201之间的间距也越大。这样通过调整刻蚀时间，能够有效地控制柱状微结构201的高度和间距，有利于改善生物芯片的连接效果。

在一种应用场景中，为了得到所需目标图案的表面修饰单元20，在步骤S102中，基底层为光刻胶层，可以先在光刻胶层上方形成掩膜；然后通过曝光并显影对光刻胶层进行图案化，形成目标图案的光刻胶层；接着对目标图案的光刻胶层进行刻蚀，形成按照目标图案排布的表面修饰单元20。可以是一个表面修饰单元20，也可以是多个表面修饰单元20。这样可以得到多样化图案的表面修饰单元20的制备，实现生物芯片中表面修饰单元20的可定制化。

例如，可以根据需求定制不同图案的MASK，然后利用光刻机进行曝光并显影，将衬底基板10表面的光刻胶形成不同的图案，再进行刻蚀工艺可以得到不同图案的表面修饰单元20，之后在130℃温度下后烘30min。

如图5所示，利用全开口的MASK可以保留表面所有的胶层，从而实现衬底基板10表面全修饰；如图6所示，利用有四个方形开口的MASK，可以在衬底基板10表面对应位置形成四个方形图案的表面修饰单元20；如图7所示，利用有四个圆形开口的MASK，可以在衬底基板10表面对应位置形成四个圆形图案的表面修饰单元20；如图8所示，利用长条形的MASK，可以在衬底基板10表面对应位置形成三个长条图案的表面修饰单元20。

进一步，为了方便使用，通过微流控制实现生物芯片的使用，还可以通过光刻和刻蚀形成微流通道30，例如图9示出的微流通道30。并使得表面修饰单元20分布于微流通道内，以使得包含对象物质的流体经过微流通道30到达表面修饰单元20。在具体实施过程中，微流通道30可以如图9所示包括细长的流道区如蛇形管道312、314和316和尺寸相对较大的反应腔室如313和315，表面修饰单元20可以形成于反应腔室内，以增加反应面积。微流通道30的具体结构可以参照上述芯片实施例中的描述，此处不再赘述。

当然，在具体实施过程中，可以制备微流通道30于上盖板2；制备带有凹槽的下盖板3；将通过上述步骤S101和S102形成的反应部件安装在下盖板3上的凹槽内，然后键合上盖板2和下盖板3形成生物芯片。

当然，在具体实施过程中，微流通道30的实现方式不限于上述方式，可以根据具体应用场景的需要实现，在此不作限制。

由于本说明书实施例所介绍的生物芯片的制备方法，是用于制备本说明书实施例介绍的生物芯片，所制备的生物芯片的具体结构及效果在介绍生物芯片的过程中已经进行说明，在此不再赘述。凡是本说明书实施例的生物芯片的制备方法所制备的生物芯片都属于本说明书所欲保护的范围。

本说明书实施例通过刻蚀的方式制备表面修饰单元20，从而得到能够连接生物大分子以用于生物检测的生物芯片，刻蚀是半导体工艺中较为成熟的制造技术，相比于采用化学改性方式如利用硅烷偶联剂修饰的方式，生产可控性更强且效率更高。

基于同一发明构思，本说明书实施例还提供了一种检测装置，如图12所示，该检测装置12包括本说明书实施例提供的生物芯片120。生物芯片120的具体结构以及技术效果可以参照上述芯片实施例中的描述，此处不再赘述。

可以理解的是，该检测装置12为本说明书实施例提供的生物芯片适用的检测装置，例如，可以是荧光免疫检测装置，此时，检测装置除了生物芯片以外，还包括荧光成像系统，并且对于包含有微流通道的生物芯片，还可以包括微流控驱动系统等，或者，也可以是其他检测装置如基因检测装置等，本实施例对此不作限制。

本说明书实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

通过在衬底基板表面设置表面修饰单元，该表面修饰单元包括多个柱状微结构201，由于柱状微结构201的材质为有机物，表面带有偶联基团，能够作为生物大分子的结合位点，这样在经过后续活化处理后，就可以作为连接体连接生物大分子如抗体，进一步用于实现生物分子检测如免疫荧光检测等。

另外，该生物芯片中的柱状微结构201可以通过刻蚀的方式制备，刻蚀是半导体工艺中较为成熟的制造技术，相比于采用化学改性方式如利用硅烷偶联剂修饰的方式，生产可控性更强且效率更高。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本说明书的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的装置中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个装置中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (13)

1.一种生物芯片，其特征在于，包括：

衬底基板；

表面修饰单元，设置在所述衬底基板表面；

其中，所述表面修饰单元包括多个柱状微结构，所述柱状微结构的材质为有机物，表面带有偶联基团。

2.如权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，每个所述柱状微结构表面分布有凸起结构，所述凸起结构的材质与所述柱状微结构的材质相同。

3.如权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述柱状微结构之间的间距在500纳米到1微米之间。

4.如权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述柱状微结构的高度在1-10微米之间。

5.如权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述表面修饰单元有多个，且多个表面修饰单元按照目标图案排布。

6.如权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述有机物为光刻胶。

7.如权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述衬底基板为玻璃基板。

8.如权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，还包括：

微流通道，所述表面修饰单元分布于所述微流通道内，以使得包含对象物质的流体经过所述微流通道到达所述表面修饰单元。

9.一种生物芯片的制备方法，其特征在于，包括：

在衬底基板表面形成有机物材质的基底层；

对所述基底层进行刻蚀，形成表面修饰单元，其中，所述表面修饰单元包括多个柱状微结构，所述柱状微结构表面带有偶联基团。

10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述对所述基底层进行刻蚀，形成表面修饰单元，包括：

通过等离子体刻蚀工艺，对所述基底层进行刻蚀，形成所述表面修饰单元。

11.如权利要求10所述的制备方法，其特征在于，刻蚀时间在200秒到350秒之间。

12.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述基底层为光刻胶层，所述对所述基底层进行刻蚀，形成表面修饰单元，包括：

在所述光刻胶层上方形成掩膜；

通过曝光并显影对所述光刻胶层进行图案化，形成目标图案的光刻胶层；

对所述目标图案的光刻胶层进行刻蚀，形成按照所述目标图案排布的表面修饰单元。

13.一种检测装置，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的生物芯片。

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