CN114487093A - 生物芯片的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生物芯片的制备方法。所述生物芯片的制备方法，包括：将包含多个分子探针的液体注入生物芯片的液体通道中；生成第一声表面驻波以及生成第二声表面驻波，第一声表面驻波与第二声表面驻波沿基底传播；在第一声表面驻波与第二声表面驻波进入液体中传播后，多个分子探针在声辐射压力的作用下沿第一方向与第二方向呈阵列排布。根据本发明的实施例，无需配备大型设备以及针头，且操作方法简单、快速，无需接触分子探针，可以避免污染生物芯片，也可以避免划伤生物芯片。
Description
技术领域
本发明涉及生物芯片技术领域，尤其涉及一种生物芯片的制备方法。
背景技术
相关技术中，生物传感器是指能将多个分子探针(如酶、DNA、抗原、抗体、细胞等)组成的有规则的点阵固定在基片上，然后与待检测目标进行杂交反应转变成可检测的电信号的装置。生物传感器中的芯片表面的分子探针的表面修饰成功与否对于生物传感器的主要效能如灵敏度、稳定性以及使用寿命等有直接影响，因此，芯片的表面修饰一直是生物传感器制备过程中的核心环节。为了获得高选择性和高灵敏度的检测结果，芯片表面的分子探针的表面修饰对于生物传感器的性能至关重要。
发明内容
本发明提供一种生物芯片的制备方法，以解决相关技术中的不足。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种生物芯片的制备方法，所述生物芯片包括：基底、第一声表面驻波生成装置、第二声表面驻波生成装置以及液体通道；所述第一声表面驻波生成装置、所述第二声表面驻波生成装置以及所述液体通道位于所述基底上；所述基底的材料包括压电材料；所述液体通道位于所述第一声表面驻波生成装置与所述第二声表面驻波生成装置之间；所述方法，包括：
将包含多个分子探针的液体注入所述液体通道中；
控制所述第一声表面驻波生成装置生成第一声表面驻波，以及控制所述第二声表面驻波生成装置生成第二声表面驻波，所述第一声表面驻波与所述第二声表面驻波沿所述基底传播；其中，所述第一声表面驻波由第一声表面行波与第二声表面行波合成，所述第二声表面驻波由第三声表面行波与第四声表面行波合成，所述第一声表面行波沿第一方向传播，所述第二声表面行波沿所述第一方向的反方向传播，所述第三声表面行波沿第二方向传播，所述第四声表面行波沿所述第二方向的反方向传播，所述第一方向与所述第二方向相交；
在所述第一声表面驻波与所述第二声表面驻波进入所述液体中传播后，多个分子探针在声辐射压力的作用下沿所述第一方向与所述第二方向呈阵列排布，其中，同一个所述分子探针位于所述第一声表面驻波的一个第一波节上，且位于所述第二声表面驻波的一个第二波节上。
在一个实施例中，所述将包含待修饰的分子探针的液体注入所述液体通道中之前，还包括：
对所述基底进行活化处理，使所述基底的表面暴露出羟基；
所述在所述第一声表面驻波与所述第二声表面驻波进入所述液体中传播后，多个分子探针在声辐射压力的作用下呈阵列排布之后，还包括：
所述分子探针与所述羟基共价结合，得到具备分子探针阵列的生物芯片。
在一个实施例中，所述对所述基底进行活化处理，使所述基底的表面暴露出羟基之前，还包括：
在所述基底上制备所述第一声表面驻波生成装置与所述第二声表面驻波生成装置。
在一个实施例中，所述第一声表面驻波生成装置包括第一叉指换能器与第二叉指换能器，所述第二声表面驻波生成装置包括第三叉指换能器与第四叉指换能器；
所述第一叉指换能器位于所述液体通道的第一侧，用于发射所述第一声表面行波；
所述第二叉指换能器位于所述液体通道的第二侧，用于发射所述第二声表面行波；所述第二侧与所述第一侧在所述第一方向上相对；
所述第三叉指换能器位于所述液体通道的第三侧，用于发射所述第三声表面行波；
所述第四叉指换能器位于所述液体通道的第四侧，用于发射所述第四声表面行波；所述第四侧与所述第三侧在所述第二方向上相对。
在一个实施例中，所述在所述基底上制备所述第一声表面驻波生成装置与所述第二声表面驻波生成装置，包括：
在所述基底上形成金属层；
对所述金属层进行构图工艺，形成所述第一叉指换能器、所述第二叉指换能器、所述第三叉指换能器与所述第四叉指换能器。
在一个实施例中，所述控制所述第一声表面驻波生成装置生成第一声表面驻波，以及控制所述第二声表面驻波生成装置生成第二声表面驻波，包括：
根据所述第一声表面行波的目标波长以及发射功率与波长的对应关系，确定第一目标发射功率，根据第三声表面行波的目标波长以及发射功率与波长的对应关系，确定第二目标发射功率；
根据所述第一目标发射功率控制所述第一叉指换能器发射所述第一声表面行波，控制所述第二叉指换能器发射所述第二声表面行波，以及根据所述第二目标发射功率控制所述第三叉指换能器发射所述第三声表面行波，控制所述第四叉指换能器发射所述第四声表面行波。
在一个实施例中，所述压电材料为铌酸锂、钽酸锂或石英晶体。
在一个实施例中，所述压电材料为氧化锌或氮化铝；
当压电材料为氧化锌时，所述基底为氧化锌薄膜；
当压电材料为氮化铝时，所述基底为氮化铝薄膜。
在一个实施例中，所述分子探针包括蛋白质、抗原抗体、核酸、酶以及聚合物中的一种。
在一个实施例中，所述第一方向与所述第二方向垂直。
根据上述实施例可知，由于生物芯片上包括基底、第一声表面驻波生成装置、第二声表面驻波生成装置以及液体通道，基底的材料包括压电材料，液体通道位于第一声表面驻波生成装置与第二声表面驻波生成装置之间，因此，可以将包含多个分子探针的液体注入液体通道中后，控制第一声表面驻波生成装置生成第一声表面驻波，以及控制第二声表面驻波生成装置生成第二声表面驻波，其中，第一声表面驻波与第二声表面驻波沿基底传播，第一声表面驻波由第一声表面行波与第二声表面行波合成，第二声表面驻波由第三声表面行波与第四声表面行波合成，第一声表面行波沿第一方向传播，第二声表面行波沿第一方向的反方向传播，第三声表面行波沿第二方向传播，第四声表面行波沿第二方向的反方向传播，第一方向与第二方向相交，第一声表面驻波与第二声表面驻波在进入液体中传播后，控制多个分子探针在声辐射压力的作用下沿第一方向与第二方向呈阵列排布，其中，同一个分子探针位于第一声表面驻波的一个第一波节上，且位于第二声表面驻波的一个第二波节上，这样，通过上述方法制备生物芯片，无需配备大型设备以及针头，且操作方法简单、快速，而且，无需接触分子探针，可以避免污染生物芯片，也可以避免划伤生物芯片。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据本发明实施例示出的一种生物芯片的制备方法的流程图；
图2是根据本发明实施例示出的另一种生物芯片的制备方法的流程图；
图3是根据本发明实施例示出的一种生物芯片的结构示意图；
图4是根据本发明实施例示出的另一种生物芯片的结构示意图；
图5是根据本发明实施例示出的一种分子探针的分布示意图；
图6是根据本发明实施例示出的一种分子探针阵列的分布示意图；
图7是根据本发明实施例示出的一种生物芯片的仿真示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
相关技术中，生物芯片中的分子探针阵列最常用的制备技术是直接点样法，即以针点或者喷点的方式将探针固定在芯片上，点样法需配备大型的点样装置，而且点样时针头与芯片表面发生接触会造成芯片表面的摩擦划伤，并减少针头的使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明是实施例提供一种生物芯片的制备方法，使得无需配备大型设备以及针头，且操作方法简单、快速，而且，无需接触分子探针，可以避免污染生物芯片，也可以避免划伤生物芯片。
本发明实施例提供一种生物芯片的制备方法。其中，所述生物芯片包括：基底、第一声表面驻波生成装置、第二声表面驻波生成装置以及液体通道；所述第一声表面驻波生成装置、所述第二声表面驻波生成装置以及所述液体通道位于所述基底上；所述基底的材料包括压电材料；所述液体通道位于所述第一声表面驻波生成装置与所述第二声表面驻波生成装置之间。该生物芯片的制备方法，如图1所示，包括以下步骤101～103：
在步骤101中，将包含多个分子探针的液体注入液体通道中。
在步骤102中，控制第一声表面驻波生成装置生成第一声表面驻波，以及控制第二声表面驻波生成装置生成第二声表面驻波，第一声表面驻波与第二声表面驻波沿基底传播；其中，第一声表面驻波由第一声表面行波与第二声表面行波合成，第二声表面驻波由第三声表面行波与第四声表面行波合成，第一声表面行波沿第一方向传播，第二声表面行波沿第一方向的反方向传播，第三声表面行波沿第二方向传播，第四声表面行波沿第二方向的反方向传播，第一方向与第二方向相交。
在步骤103中，第一声表面驻波与第二声表面驻波在进入液体中传播后，控制多个分子探针在声辐射压力的作用下沿第一方向与第二方向呈阵列排布，其中，同一个分子探针位于第一声表面驻波的一个第一波节上，且位于第二声表面驻波的一个第二波节上。
在本实施例中，由于生物芯片上包括基底、第一声表面驻波生成装置、第二声表面驻波生成装置以及液体通道，基底的材料包括压电材料，液体通道位于第一声表面驻波生成装置与第二声表面驻波生成装置之间，因此，可以将包含多个分子探针的液体注入液体通道中后，控制第一声表面驻波生成装置生成第一声表面驻波，以及控制第二声表面驻波生成装置生成第二声表面驻波，其中，第一声表面驻波与第二声表面驻波沿基底传播，第一声表面驻波由第一声表面行波与第二声表面行波合成，第二声表面驻波由第三声表面行波与第四声表面行波合成，第一声表面行波沿第一方向传播，第二声表面行波沿第一方向的反方向传播，第三声表面行波沿第二方向传播，第四声表面行波沿第二方向的反方向传播，第一方向与第二方向相交，第一声表面驻波与第二声表面驻波在进入液体中传播后，控制多个分子探针在声辐射压力的作用下沿第一方向与第二方向呈阵列排布，其中，同一个分子探针位于第一声表面驻波的一个第一波节上，且位于第二声表面驻波的一个第二波节上，这样，通过上述方法制备生物芯片，无需配备大型设备以及针头，且操作方法简单、快速，而且，无需接触分子探针，可以避免污染生物芯片，也可以避免划伤生物芯片。
以上对本发明实施例提供的生物芯片的制备方法进行了简要的介绍，下面对本发明实施例提供的生物芯片的制备方法进行详细的介绍。
本发明实施例还提供一种生物芯片的制备方法。该生物芯片的制备方法，如图2所示，包括以下步骤201～206：
在步骤201中，在基底上制备第一声表面驻波生成装置与第二声表面驻波生成装置。
在本实施例中，如图3与图4所示，生物芯片包括：基底41与液体通道36。其中，基底41包括压电材料。在本实施例中，压电材料为铌酸锂(LiNbO3)。当然，在另一个实施例中，压电材料为还可以为钽酸锂(LiTaO3)或石英晶体(Quartz)。在又一个实施例中，压电材料为氧化锌，基底为氧化锌薄膜，或者，压电材料为氮化铝，基底为氮化铝薄膜。
在本实施例中，如图3所示，液体通道36用于容纳包括分子探针35的液体。其中，分子探针35的液体中的溶液可以是缓冲液，也可以是水溶液，但不限于此。
在本实施例中，如图3所示，第一声表面驻波生成装置(未示出)包括第一叉指换能器31与第二叉指换能器32，第二声表面驻波生成装置(未示出)包括第三叉指换能器33与第四叉指换能器34。其中，第一叉指换能器31位于液体通道36的第一侧，用于在接收到交流电信号后发射第一声表面行波，第一声表面行波沿第一方向F1传播。第二叉指换能器32位于液体通道36的第二侧，用于在接收到交流电信号后发射第二声表面行波，第二声表面行波沿第一方向F1的反方向传播，第二侧与第一侧在第一方向F1上相对，第一方向与第二方向垂直。第三叉指换能器33位于液体通道36的第三侧，用于发射第三声表面行波，第三声表面行波沿第二方向F2传播。第四叉指换能器34位于液体通道36的第四侧，用于发射第四声表面行波，第四声表面行波沿第二方向F2的反方向传播，第四侧与第三侧在第二方向F2上相对。
其中，第一声表面行波的频率与第二声表面行波的频率相同，第一声表面行波的振幅与第二声表面行波的振幅相同，且第一声表面行波的传播方向与第二声表面行波的传播方向相反，第一声表面行波与第二声表面行波相遇后可以合成第一声表面驻波。同样地，第三声表面行波的频率与第四声表面行波的频率相同，第三声表面行波的振幅与第四声表面行波的振幅相同，且第三声表面行波的传播方向与第四声表面行波的传播方向相反，第三声表面行波与第四声表面行波相遇后可以合成第二声表面驻波。
在本实施例中，可以通过如下方法制备第一声表面驻波生成装置与第二声表面驻波生成装置：先在基底上形成金属层，金属层位于液体通道36的第一侧、第二侧、第三侧与第四侧，然后，对金属层进行构图工艺，形成第一叉指换能器31、第二叉指换能器32、第三叉指换能器33与第四叉指换能器34。其中，对金属层进行构图工艺时，可采用光刻以及刻蚀技术，但不限于此。
在步骤202中，对基底进行活化处理，使基底的表面暴露出羟基。
在本实施例中，可以采用包括氢元素的等离子体轰击基底，使基底的表面形成羟基(-OH)。
在本实施例中，在对基底进行活化处理之前，还可以在基底表面形成氮化硅或氧化硅薄膜。
在步骤203中，将包含多个分子探针的液体注入液体通道中。
在本实施例中，可以将多个分子探针的液体注入液体通道36中。其中，液体中的多个分子探针35做布朗运动，并呈无规则分布。
在本实施例中，分子探针,3可以为蛋白质，也可以为抗原抗体、核酸、酶以及聚合物中的一种。分子探针具有很强的特异性，可以高选择性的进行定型或者定量的识别待检测的目标，广泛用于生物检测领域。
在步骤204中，控制第一声表面驻波生成装置生成第一声表面驻波，以及控制第二声表面驻波生成装置生成第二声表面驻波，第一声表面驻波与第二声表面驻波沿基底传播；其中，第一声表面驻波由第一声表面行波与第二声表面行波合成，第二声表面驻波由第三声表面行波与第四声表面行波合成。
在本实施例中，可以给第一声表面驻波生成装置提供交流电信号以生成第一声表面驻波，同时，给第二声表面驻波生成装置提供交流电信号以生成第二声表面驻波。具体地，给第一叉指换能器31提供交流电信号以发射第一声表面行波，给第二叉指换能器32提供交流电信号以发射第二声表面行波，给第三叉指换能器33提供交流电信号以发射第三声表面行波，给第四叉指换能器34提供交流电信号以发射第四声表面行波。第一声表面行波与第二声表面行波在上述的液体中相遇可以合成第一声表面驻波，第三声表面行波与第四声表面行波在上述的液体中相遇可以合成第二声表面驻波。
由于第一声表面驻波的相邻两个波节之间的距离为第一声表面行波的波长的二分之一，第二声表面驻波的相邻两个波节之间的距离为第三声表面行波的波长的二分之一，且由于表面声波的引起是由逆压电效应的电致伸缩导致的，这个效应与电场的平方成正比，因此，可以通过调节电场来改变表面声波的振动波长。在本实施例中，具体可通过调节第一叉指换能器31的发射功率、第二叉指换能器32发射功率来调节第一声表面行波的波长与第二声表面行波的波长，通过调节第三叉指换能器33发射功率以及第四叉指换能器34的发射功率，来调节第三声表面行波的波长与第四声表面行波的波长，进而来调节第一声表面驻波的相邻两个波节之间的距离以及第二声表面驻波的相邻两个波节之间的距离，进而调节分子探针中分子探针的密度。
在本实施例中，可以根据第一声表面行波的目标波长以及发射功率与波长的对应关系，确定第一目标发射功率，根据第一目标发射功率控制第一叉指换能器发射第一声表面行波，以及控制第二叉指换能器发射第二声表面行波。其中，第一声表面驻波的相邻两个波节之间的距离为第一声表面行波的目标波长的二分之一。发射功率与波长的对应关系可以是通过理论计算得到，也可以是通过实验获取。
同样地，在本实施例中，可以根据第三声表面行波的目标波长以及发射功率与波长的对应关系，确定第二目标发射功率，然后根据第二目标发射功率控制第三叉指换能器发射第三声表面行波，以及控制第四叉指换能器发射第四声表面行波。其中，第二声表面驻波的相邻两个波节之间的距离为第三声表面行波的目标波长的二分之一。发射功率与波长的对应关系可以是通过理论计算得到，也可以是通过实验获取。
在步骤205中，第一声表面驻波与第二声表面驻波在进入液体中传播后，控制多个分子探针在声辐射压力的作用下沿第一方向与第二方向呈阵列排布，其中，同一个分子探针位于第一声表面驻波的一个第一波节上，且位于第二声表面驻波的一个第二波节上。
在本实施例中，如图4所示，第一声表面驻波与第二声表面驻波沿基底41传播，第一声表面驻波与第二声表面驻波在进入液体中传播后，会在液体中产生声场(未示出)与声流v。在声场中，分子探针35会受到声辐射压力Fr，在声流v中，分子探针35会受到声流的作用力。其中，图4是图3沿剖面线AA的剖面图。
具体地，分子探针35在表面声波场中，会受到除了重力和浮力之外的声辐射压力Fr和声流v的作用力，声辐射压力Fr是由声波(第一声表面驻波与第二声表面驻波)和分子探针35之间的相互作用产生的，声流是液体介质中有声波传播时引起的一种非周期的作用，会对液体介质中的分子探针35产生一种粘滞力。
当包含有分子探针35的液体溶液进入液体通道36时，位于液体通道36第一侧与第二侧的第一叉指换能器31与第二叉指换能器32在激励信号(交流电信号)的作用下产生两列平行但传播方向相反的第一声表面行波与第二声表面行波，由于频率和振幅相同，第一声表面行波与第二声表面行波干涉形成第一声表面驻波，分子探针35收到声辐射压力和声流的作用下向第一声表面驻波的波节运动，于是形成了平行的阵列。同时，位于液体通道36第三侧与第四侧的第三叉指换能器33与第四叉指换能器34在激励信号(交流电信号)的作用下产生两列平行但传播方向相反的第三声表面行波与第四声表面行波，由于频率和振幅相同，第三声表面行波与第四声表面行波干涉形成第二声表面驻波，分子探针35收到声辐射压力和声流的作用下也向第二声表面驻波的波节运动，于是形成了沿第一方向F1与第二方向F2排布的点阵。即：第一声表面驻波与第二声表面驻波在进入液体中传播后，可以控制多个分子探针35在声辐射压力的作用下沿第一方向F1与第二方向F2呈阵列排布，其中，同一个分子探针35位于第一声表面驻波的一个第一波节上，且位于第二声表面驻波的一个第二波节上。
在步骤206中，分子探针与羟基共价结合，得到具备分子探针阵列的生物芯片。
在本实施例中，分子探针向第一声表面驻波的第一波节与第二声表面驻波的第二波节聚集后，分子探针与羟基共价结合，得到具备分子探针阵列的生物芯片。
如图5所示，在未加声场的情况下，待修饰的分子探针35在液体通道36内呈分散运动，具体呈无规则分布。
如图6所示，当给第一叉指换能器31与第二叉指换能器32、第三叉指换能器33与第四叉指换能器34施加交流电信号之后，第一叉指换能器31与第二叉指换能器32、第三叉指换能器33与第四叉指换能器34在电压的作用下震动产生第一声表面行波、第二声表面行波、第三声表面行波与第四声表面行波，在液体通道36内产生声场，待修饰的探针分子35受到声辐射压力向第一声表面驻波的第一波节与第二声表面驻波的第二波节聚集处汇聚，并与羟基共价结合，完成探针分子35的修饰。其中，第一波腹为第一声表面驻波的波腹，第二波腹为第二声表面驻波的波腹。
其中，第一叉指换能器31、第二叉指换能器32、第三叉指换能器33与第四叉指换能器34对探针分子35的声辐射压力的公式如下：
Fv＝-6πηrV
其中，Fr为声辐射压力，P0为声压大小，Vp为待修饰的分子探针的体积，λ是声波的波长，k是波的数量，x是分子探针和波节(第一波节或第二波节)之间的距离。ρp、ρm分别是分子探针和液体的密度，βp、βm分别是分子探针和液体的弹性压缩系数。Fv是分子探针和液体之间由于声流引起的粘滞力。η是粘滞系数，r是分子探针的半径，v是分子探针和液体的相对运动速度。声波可以是第一声表面行波、第二声表面行波、第三声表面行波或第四声表面行波。
图7是声表面波操控分子探针进行阵列排布的仿真结果，使用压力声学物理场做计算，模拟了声表面波传播在液体通道36内形成的声场，图中第一区域71代表波腹点声压最大，第二区域72代表波节点声压最小，使得位于声场中的分子探针35收到压力作用向着波节的位置移动，从而完成沿x、y方向的阵列排布。x方向为第一方向，y方向为第二方向。
本实施例中，由于生物芯片上包括基底、第一声表面驻波生成装置、第二声表面驻波生成装置以及液体通道，基底的材料包括压电材料，液体通道位于第一声表面驻波生成装置与第二声表面驻波生成装置之间，因此，可以将包含多个分子探针的液体注入液体通道中后，控制第一声表面驻波生成装置生成第一声表面驻波，以及控制第二声表面驻波生成装置生成第二声表面驻波，其中，第一声表面驻波与第二声表面驻波沿基底传播，第一声表面驻波由第一声表面行波与第二声表面行波合成，第二声表面驻波由第三声表面行波与第四声表面行波合成，第一声表面行波沿第一方向传播，第二声表面行波沿第一方向的反方向传播，第三声表面行波沿第二方向传播，第四声表面行波沿第二方向的反方向传播，第一方向与第二方向相交，第一声表面驻波与第二声表面驻波在进入液体中传播后，控制多个分子探针在声辐射压力的作用下沿第一方向与第二方向呈阵列排布，其中，同一个分子探针位于第一声表面驻波的一个第一波节上，且位于第二声表面驻波的一个第二波节上，这样，通过上述方法制备生物芯片，无需配备大型设备以及针头，且操作方法简单、快速，而且，无需接触分子探针，可以避免污染生物芯片，也可以避免划伤生物芯片。
同时，采用本发明实施例提供的制备方法，可以修饰的分子探针的密度高，信息通量大，可广泛应用在生物检测领域。
在本发明实施例中，由单个叉指式换能器产生的声表面行波的波节和波腹会以一定周期交替，对生物芯片上的分子探针产生声辐射力和声流作用来进行粒子操控，当使用一对叉指式换能器时，会在芯片表面产生两个相向而行且频率相同、振幅相同的声表面行波，从而形成声表面驻波，其波节和波腹的位置不变，会控制分子探针向波节的位置聚集，从而完成粒子的富集，形成一个平行的阵列。在生物芯片上设置两对正交放置的叉指式换能器，分别在第一方向上与第二方向上形成驻波场，第一方向与第二方向垂直。当在生物芯片上通入待修饰的分子探针时，在声辐射压力和声流的作用下，分子探针会在第一方向上与第二方向上的波节处形成一个微阵列的结构，从而完成生物芯片的表面微阵列修饰。
需要指出的是，在附图中，为了图示的清晰可能夸大了层和区域的尺寸。而且可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”时，它可以直接在其他元件上，或者可以存在中间的层。另外，可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“下”时，它可以直接在其他元件下，或者可以存在一个以上的中间的层或元件。另外，还可以理解，当层或元件被称为在两层或两个元件“之间”时，它可以为两层或两个元件之间唯一的层，或还可以存在一个以上的中间层或元件。通篇相似的参考标记指示相似的元件。
在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种生物芯片的制备方法，其特征在于，所述生物芯片包括：基底、第一声表面驻波生成装置、第二声表面驻波生成装置以及液体通道；所述第一声表面驻波生成装置、所述第二声表面驻波生成装置以及所述液体通道位于所述基底上；所述基底的材料包括压电材料；所述液体通道位于所述第一声表面驻波生成装置与所述第二声表面驻波生成装置之间；所述方法，包括：
将包含多个分子探针的液体注入所述液体通道中；
控制所述第一声表面驻波生成装置生成第一声表面驻波，以及控制所述第二声表面驻波生成装置生成第二声表面驻波，所述第一声表面驻波与所述第二声表面驻波沿所述基底传播；其中，所述第一声表面驻波由第一声表面行波与第二声表面行波合成，所述第二声表面驻波由第三声表面行波与第四声表面行波合成，所述第一声表面行波沿第一方向传播，所述第二声表面行波沿所述第一方向的反方向传播，所述第三声表面行波沿第二方向传播，所述第四声表面行波沿所述第二方向的反方向传播，所述第一方向与所述第二方向相交；
所述第一声表面驻波与所述第二声表面驻波在进入所述液体中传播后，控制多个分子探针在声辐射压力的作用下沿所述第一方向与所述第二方向呈阵列排布，其中，同一个所述分子探针位于所述第一声表面驻波的一个第一波节上，且位于所述第二声表面驻波的一个第二波节上。
2.根据权利要求1所述的生物芯片的制备方法，其特征在于，所述将包含待修饰的分子探针的液体注入所述液体通道中之前，还包括：
对所述基底进行活化处理，使所述基底的表面暴露出羟基；
所述第一声表面驻波与所述第二声表面驻波在进入所述液体中传播后，控制多个分子探针在声辐射压力的作用下沿所述第一方向与所述第二方向呈阵列排布之后，还包括：
所述分子探针与所述羟基共价结合，得到具备分子探针阵列的生物芯片。
3.根据权利要求2所述的生物芯片的制备方法，其特征在于，所述对所述基底进行活化处理，使所述基底的表面暴露出羟基之前，还包括：
在所述基底上制备所述第一声表面驻波生成装置与所述第二声表面驻波生成装置。
4.根据权利要求3所述的生物芯片的制备方法，其特征在于，所述第一声表面驻波生成装置包括第一叉指换能器与第二叉指换能器，所述第二声表面驻波生成装置包括第三叉指换能器与第四叉指换能器；
所述第一叉指换能器位于所述液体通道的第一侧，用于发射所述第一声表面行波；
所述第二叉指换能器位于所述液体通道的第二侧，用于发射所述第二声表面行波；所述第二侧与所述第一侧在所述第一方向上相对；
所述第三叉指换能器位于所述液体通道的第三侧，用于发射所述第三声表面行波；
所述第四叉指换能器位于所述液体通道的第四侧，用于发射所述第四声表面行波；所述第四侧与所述第三侧在所述第二方向上相对。
5.根据权利要求4所述的生物芯片的制备方法，其特征在于，所述在所述基底上制备所述第一声表面驻波生成装置与所述第二声表面驻波生成装置，包括：
在所述基底上形成金属层；
对所述金属层进行构图工艺，形成所述第一叉指换能器、所述第二叉指换能器、所述第三叉指换能器与所述第四叉指换能器。
6.根据权利要求4所述的生物芯片的制备方法，其特征在于，所述控制所述第一声表面驻波生成装置生成第一声表面驻波，以及控制所述第二声表面驻波生成装置生成第二声表面驻波，包括：
根据所述第一声表面行波的目标波长以及发射功率与波长的对应关系，确定第一目标发射功率，根据第三声表面行波的目标波长以及发射功率与波长的对应关系，确定第二目标发射功率；
根据所述第一目标发射功率控制所述第一叉指换能器发射所述第一声表面行波，控制所述第二叉指换能器发射所述第二声表面行波，以及根据所述第二目标发射功率控制所述第三叉指换能器发射所述第三声表面行波，控制所述第四叉指换能器发射所述第四声表面行波。
7.根据权利要求1所述的生物芯片的制备方法，其特征在于，所述压电材料为铌酸锂、钽酸锂或石英晶体。
8.根据权利要求1所述的生物芯片的制备方法，其特征在于，所述压电材料为氧化锌或氮化铝；
当压电材料为氧化锌时，所述基底为氧化锌薄膜；
当压电材料为氮化铝时，所述基底为氮化铝薄膜。
9.根据权利要求1所述的生物芯片的制备方法，其特征在于，所述分子探针包括蛋白质、抗原抗体、核酸、酶以及聚合物中的一种。
10.根据权利要求1所述的生物芯片的制备方法，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向垂直。
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