专利名称：一种用来制作生物芯片的硅藻阵列化定位加工方法
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 通过涂覆热熔胶一旋涂光刻胶一光刻一密排硅藻一加热软化定位一冷却去胶，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勻得到第一混合物；用量lg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IOOml IOOOml的去离子水，在功率700W 1000W、工作 频率28KHz 40KHz的条件下超声清洗IOmin 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IOmin 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°C 120°C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°C 140°C，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 IOmin后固 体热熔胶被融化平铺在清洁基片上；(B)在20°C 35°C温度下冷却IOmin 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°C 80°C，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勻胶机上；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，勻胶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°C 120°C，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IOs 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 IOs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°C 130°C，并在此 温度下进行后烘处理Imin 2min后取出；(F)在20°C 35°C温度下冷却IOmin 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勻滴加第一混合物，并将其在20°C 35°C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50 μ 1 100 μ 1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°C 80°C，并在此温 度下静置IOmin 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°C 35°C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 Smin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°C 80°C)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。
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。
具体实施例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勻得到第一混合物；用量lg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IOOml IOOOml的去离子水，在功率700W 1000W、工作 频率28KHz 40KHz的条件下超声清洗IOmin 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 IOmin 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°C 120°C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°C 140°C，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 IOmin后固 体热熔胶被融化平铺在清洁基片上；(B)在20°C 35°C温度下冷却IOmin 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°C 80°C，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勻胶机上；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，勻胶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°C 120°C，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IOs 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 IOs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 V 80°C，并在此温 度下进行后烘处理Imin 2min后取出；(F)在20°C 35°C温度下冷却IOmin 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勻滴加第一混合物，并将其在20°C 35°C温度下静置 15min 30min后得到第六复合基片；
7
用量1平方厘米的第五复合基片上滴加50 μ 1 100 μ 1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°C 80°C，并在此温 度下静置IOmin 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°C 35°C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 Smin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lg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 40 μ mX40 μ mX 10 μ m。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IOOml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°C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°C，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°C温度下冷却IOmin后得到热熔胶基片；热烘板选用H0TPLATE M0DELKW-4AH CHEMAT TECHNOLOGY. INC。用量每平方厘米的玻璃基片表面放置0. Ig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勻胶机上；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，勻胶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°C，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°C，并在此温度下进 行后烘处理Imin后取出；(F)在25°C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勻滴加第一混合物，并将其在25°C下静置30min ；用量1平方厘米的第五复合基片表面滴加80μ 1的第一混合物；(B)将热烘板温度调整至70°C，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°C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IOmin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40 μ 1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lg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20μπιΧ20μπιΧ10μπι。
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IOOml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°C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°C，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Smin后固体热熔胶被融化平 铺在清洁基片上；(B)在30°C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勻胶机上；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，勻胶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°C，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IOs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°C，并在此温度下进 行后烘处理2min后取出；(F)在30°C温度下冷却IOmin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勻滴加第一混合物，并将其在30°C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90 μ 1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°C，并在此温度下保持恒温， 静置IOmin后取出；(C)在30°C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
10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lg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12 μ mX 6 μ mX 5 μ m。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ISmin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ISmin 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°C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°C， 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°C温度下冷却IOmin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勻胶机上；在第一转速为IOOOr/ min的条件下，滴加入Iml的光刻胶正胶；在第二转速为2500r/min的条件下，勻胶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°C，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°C，并在此温度下进 行后烘处理1.5min后取出；(F)在20°C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勻滴加第一混合物，并将其在20°C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50 μ 1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°C，并在此温度下静置20min后取出；(C)在20°C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IOmin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50 μ 1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ΡΑ、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一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。
权利要求
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。
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薦 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。
全文摘要
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。
文档编号G01N35/00GK101915851SQ20101023612
公开日2010年12月15日 申请日期2010年7月26日 优先权日2010年7月26日
发明者张德远, 潘骏峰, 王瑜, 蔡军 申请人:北京航空航天大学
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
