基于量子点薄膜的细胞温度传感器及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种同时测量多个细胞，且仅需与细胞接触即可完成温度测量的一种基于量子点薄膜的细胞温度传感器及其制备方法，属于量子点薄膜传感器技术领域。该温度传感器包括盖片和基片；盖片上带有微通道结构，基片上设置有量子点薄膜，盖片与基片封接，使微通道结构与量子点薄膜形成封闭的腔体，盖片上还设有所述腔体的出入孔。该温度传感器的制备方法，包括：步骤一：设计微通道结构，制作母板；步骤二：根据母板，制作带有设计的微通道结构的盖片，在盖片上打出入孔；步骤三：制作基片，将量子点溶液和紫外光固化光刻胶按比例混合后旋涂在基片上，制备量子点薄膜；步骤四：完成盖片和基片的封接，使微通道结构与量子点薄膜形成封闭的腔体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种细胞温度传感器，特别涉及基于量子点薄膜的细胞温度传感器及制备方法，属于量子点薄膜传感器

技术介绍
细胞水平的温度测量是生物医学领域中的一个难题，它的实现，不仅将会增进人类对细胞的生理学与病理学的认知,还会有助于疾病(癌症等)新型诊断手段与治疗手段的开发。传统的测温方式分为接触式测温和非接触式测温两大类，但都很难实现微纳米尺度的细胞水平温度测量。量子点温度传感器是荧光纳米温度传感器家族冉冉升起的一颗新星，自一出现起就受到了国内外科研工作者的广泛重视。量子点是由II－VI族或III－V族元素组成的纳米微晶体，尺寸在2～10nm之间，与传统的荧光标记物相比具有独特的光学性质：(1)量子点激发光谱宽而连续，而发射光谱窄而对称；通过改变量子点粒径大小可在同一波长激发光作用下获得从紫外到近红外波长范围内任意波长的发射光；(2)量子点荧光强度高，比有机荧光染料发射光强20倍，光稳定性好，较有机荧光染料强100倍以上。量子点的这些优良光学特征是目前所有的荧光探针(各种有机荧光染料和各种荧光蛋白)都不具备的，同时经特定化学修饰的量子点生物相容性好，几乎没有免疫原性和抗原性。荧光纳米温度传感器己用于检测细胞温度变化。但是，基于纳米材料、分子生物材料的测温探针的研究尚处于起步阶段。其中，纳米热电偶使用时需要插入到细胞内部，测温精度高，但每次只能测量一个细胞，属于破坏性有损测量；量子点温度传感器使用时也需要细胞将量子点吞入到内部才能进行测温，量子点的生物相容性等问题为利用其进行深入的研究和应用带来了很多问题和障碍。
技术实现思路
针对上述不足，本专利技术提供一种同时测量多个细胞，且仅需与细胞接触即可完成温度测量的一种基于量子点薄膜的细胞温度传感器及其制备方法。本专利技术的基于量子点薄膜的细胞温度传感器，包括盖片和基片；所述盖片上带有微通道结构，所述基片上设置有量子点薄膜，盖片与基片封接，使微通道结构与量子点薄膜形成封闭的腔体，盖片上还设有所述腔体的出入孔。优选的是，所述微通道结构为十字沟道。优选的是，所述微通道结构包括样品流沟道和鞘流沟道，所述腔体的出入孔包括样品流出入孔和鞘流出入孔。优选的是，所述带有微通道结构的盖片采用聚二甲基硅氧烷制成。优选的是，所述基片采用石英玻璃或聚二甲基硅氧烷制成。所述基于量子点薄膜的细胞温度传感器的制备方法，包括如下步骤：步骤一：根据待测细胞设计微通道结构，根据设计的微通道结构制作母板；步骤二：根据母板，采用纳米压印技术利用聚二甲基硅氧烷制作带有设计的微通道结构的盖片，用打孔器在盖片上打出入孔，再对盖片进行氧等离子体处理；步骤三：采用石英玻璃或聚二甲基硅氧烷制作基片，将量子点溶液和紫外光固化光刻胶按比例混合后旋涂在基片上，制备量子点薄膜；步骤四：完成盖片和基片的封接：将步骤一制作的盖片放在步骤二制作的基片上，放入紫外压印系统中，开启紫外光源，进行固化，使微通道结构与量子点薄膜形成封闭的腔体。优选的是，所述步骤一中：根据待测细胞的直径，设计微通道结构的高度和宽度，进而确定微通道结构中样品流沟道的宽度和鞘流沟道的宽度。优选的是，所述步骤一中，采用硅材料制作母板。优选的是，所述量子点薄膜为CdSe/ZnS核壳量子点薄膜。本专利技术的有益效果在于，细胞通过进入孔进入本专利技术的微通道结构与量子点薄膜形成的腔体中进行测量，不仅具备传统量子点温度敏感特性，可同时测量多个细胞，且不需要被细胞吞入内部仅需与其接触即可完成温度测量。附图说明图1为制备基于量子点薄膜的细胞温度传感器的流程示意图。具体实施方式结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的基于量子点薄膜的细胞温度传感器，包括盖片1和基片2；所述盖片1上带有微通道结构，所述基片2上设置有量子点薄膜，盖片1与基片2封接，使微通道结构与量子点薄膜形成封闭的腔体，盖片1上还设有所述腔体的出入孔。待测细胞通过出入孔进入微通道结构与量子点薄膜形成封闭的腔体中，因为细胞结构柔软，在腔体内通过时产生轻微变形，能与基片上制备的量子点薄膜密切接触，为实现的细胞温度准确测量奠定良好的物理基础。接触到量子点薄膜后，后续再进行采集处理，获得温度，本实施方式的腔体内可同时进入多个细胞进行测量。优选实施例中，所述微通道结构为十字沟道。本实施方式的十字沟道的高度为10微米，宽度200～300微米。优选实施例中，所述微通道结构包括样品流沟道和鞘流沟道，所述腔体的出入孔包括样品流出入孔和鞘流出入孔。优选实施例中，所述带有微通道结构的盖片采用聚二甲基硅氧烷PDMS制成。本实施方式的盖片需要借助设计了微通道结构的母板实现，母板采用在硅材料蚀刻设计的微通道结构实现。将聚二甲基硅氧烷PDMS浇筑到蚀刻微通道结构的硅材料上，获取盖片。聚二甲基硅氧烷PDMS与硅具有良好的粘附性。优选实施例中，所述基片2采用石英玻璃或聚二甲基硅氧烷制成。结合图1，本实施方式中基于量子点薄膜的细胞温度传感器的制备方法，包括如下步骤：步骤一：根据待测细胞，设计微通道结构，根据设计的微通道结构，制作母板；本实施方式中采用硅材料制作母板，按照适合细胞分析的原则，利用AutoCAD制图软件和ProtelDXP软件，设计微通道结构的高度和宽度，再按照微流体芯片的设计原则，设计微通道结构的样品流沟道和鞘流沟道，构建微通道结构。当测量人体细胞，考虑到人体细胞的直径一般是10～20微米，本实施方式的盖板的微通道结构采用十字沟道，高度10微米，宽度200～300微米。步骤二：根据母板，采用纳米压印技术利用聚二甲基硅氧烷制作带有设计的微通道结构的盖片，用打孔器在盖片上打出入孔，再对盖片进行氧等离子体处理，改善PDMS表面特性使其具有亲水性；将聚二甲基硅氧烷PDMS浇筑到母板上，固化后与母板剥离，获取盖片。本实施方式的出入孔包括样品出入孔和鞘流出入孔。步骤三：采用石英玻璃或聚二甲基硅氧烷制作基片，清洗后，将CdSe/ZnS核壳量子点溶液和紫外光固化光刻胶(NorlandOpticalAdhesive61，简称NOA61)按比例混合后旋涂在基片上，制备CdSe/ZnS核壳量子点薄膜；步骤四：完成盖片和基片的封接：将步骤一制作的盖片放在步骤二制作的基片上，放入紫外压印系统中，开启紫外光源，进行固化，使微通道结构与量子点薄膜形成封闭的腔体。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于量子点薄膜的细胞温度传感器，其特征在于，包括盖片和基片；所述盖片上带有微通道结构，所述基片上设置有量子点薄膜，盖片与基片封接，使微通道结构与量子点薄膜形成封闭的腔体，盖片上还设有所述腔体的出入孔。

【技术特征摘要】
1.一种基于量子点薄膜的细胞温度传感器，其特征在于，包括盖片和基片；所述盖片上带有微通道结构，所述基片上设置有量子点薄膜，盖片与基片封接，使微通道结构与量子点薄膜形成封闭的腔体，盖片上还设有所述腔体的出入孔。2.根据权利要求1所述的基于量子点薄膜的细胞温度传感器，其特征在于，所述微通道结构为十字沟道。3.根据权利要求1或2所述的基于量子点薄膜的细胞温度传感器，其特征在于，所述微通道结构包括样品流沟道和鞘流沟道，所述腔体的出入孔包括样品流出入孔和鞘流出入孔。4.根据权利要求3所述的基于量子点薄膜的细胞温度传感器，其特征在于，所述带有微通道结构的盖片采用聚二甲基硅氧烷制成。5.根据权利要求4所述的基于量子点薄膜的细胞温度传感器，其特征在于，所述基片采用石英玻璃或聚二甲基硅氧烷制成。6.权利要求1所述的基于量子点薄膜的细胞温度传感器的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤一：根据待测细胞设计微通道结构，根据设计的微通道结构制作母板；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张昱，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23