一种固态量子点微阵列芯片传感器及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种固态量子点微阵列芯片传感器及其制造方法，以较为简单的制作工艺提供荧光信号稳定、灵敏度高的量子点微阵列芯片传感器。固态量子点微阵列芯片传感器包括玻片、带有通道的聚二甲基硅氧烷薄膜层和量子点微阵列；量子点微阵列为若干水溶性量子点注入到玻片后孵育预定时间而成，量子点微阵列的排列方式与带有通孔通道的聚二甲基硅氧烷薄膜层通孔的排列方式相同；带有通道的聚二甲基硅氧烷薄膜层不可逆键合在玻片上，并且量子点微阵列的每个量子点阵列点的几何中心与聚二甲基硅氧烷薄膜层的每个通道的几何中心对应对齐。本发明专利技术提供的固态量子点芯片传感器具有荧光信号稳定、灵敏度较高，极大地扩大了量子点传感器在生物医学中的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种固态量子点微阵列芯片传感器及其制造方法
本专利技术涉及生物医学工程领域，具体涉及一种固态量子点微阵列芯片传感器及其制造方法。
技术介绍
近年来研究人员开发了不同种类的生物传感器，在生物医药，食品工业以及在环境监测方面发挥了很大的作用，大量基于光学、声学和电化学信号的传感器被报道，其中，最具应用前景的是基于荧光信号的生物传感器应用于无标记目标分析物，例如，基于分子信标技术的荧光信号猝灭和恢复DNA的检测。在生物医学及DNA检测过程中，对生物传感器提出了以下新的要求：（1）大规模同时检测多种目标分析物；（2）信号响应稳定，采集信号简单易行；（3）组建方法简单，可大规模应用。因此，具备高效检测的传感器的研究十分必要。目前报道的基于荧光信号响应的传感器比较有前景的是基于量子点特异荧光特性，如耐光漂，一元激发多元发射等的传感器。所谓量子点，是一种新型无机荧光纳米颗粒，具有宽激发，窄发射；一元激发，多元发射；耐光漂；尺寸可调等优点。作为新型的荧光材料，量子点可以提供稳定且多元化的荧光信号，特别是在同一激发光下，不同尺寸的量子点发射不同波长的荧光，且荧光强度稳定耐光漂，其典型应用是应用于微流控芯片技术。微流控芯片技术具有试剂样品消耗量少、分析检测灵敏度高、高通量等优点。在微流控芯片内组装固态量子点微阵列传感器，可充分发挥二者的优势，实现基于量子点荧光信号响应的大规模并行检测的目标。现有技术提供的量子点在生物医药中应用比较广泛的是基于液相中量子点荧光信号的传感，主要是在玻片或聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）组装油溶性量子点。然而，这种方式导致量子点分布不均匀，荧光信号不均一，在液相环境中只能用一种量子点检测一种目标分析物的信号响应，不能实现混合组分目标物同时检测，同时不能实现高通量检测，因而限制了量子点传感器在生物医学及DNA检测的应用，无法进一步应用到生物医药高效检测中。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种固态量子点芯片传感器及其制造方法，以较为简单的制作工艺提供荧光信号稳定、灵敏度高的量子点微阵列芯片传感器。一种固态量子点微阵列芯片传感器，所述固态量子点微阵列芯片传感器包括玻片、带有通道的聚二甲基硅氧烷薄膜层和量子点微阵列；所述量子点微阵列为若干水溶性量子点通过带有通孔通道的两层聚二甲基硅氧烷薄膜层注入到所述玻片上孵育预定时间而成，所述量子点微阵列中量子点阵列点的数量与所述带有通孔通道的两层聚二甲基硅氧烷薄膜层中通孔的数量相等，所述量子点微阵列中量子点阵列点的排列方式与所述带有通孔通道的两层聚二甲基硅氧烷薄膜层中通孔的排列方式相同；所述带有通道的聚二甲基硅氧烷薄膜层不可逆键合在所述玻片上，并且所述量子点微阵列的每个量子点阵列点的几何中心与所述带有通道的聚二甲基硅氧烷薄膜层的每个通道的几何中心对应对齐。一种固态量子点微阵列芯片传感器的制造方法，所述方法包括如下次序的工艺步骤：在微阵列柱模板表面旋涂第一聚二甲基硅氧烷薄膜层；将带有多通道的第二聚二甲基硅氧烷薄膜层按照所述微阵列柱的每一微柱都位于所述对应通道中间位置的标准贴合到所述第一聚二甲基硅氧烷薄膜层之上；将所述具有第一聚二甲基硅氧烷薄膜层和第二聚二甲基硅氧烷薄膜层的微阵列柱模板置于烘箱中以70℃至90℃烘烤20分钟至30分钟后取出，得到带有通孔通道的两层聚二甲基硅氧烷薄膜层；将所述带有通孔通道的两层聚二甲基硅氧烷薄膜层可逆键合至玻片；向所述通孔注入水溶性量子点孵育预定时间后，将所述带有通孔通道的两层聚二甲基硅氧烷薄膜层从所述玻片上剥离，得到量子点微阵列；将带有通道的聚二甲基硅氧烷薄膜层按照所述带有通道的聚二甲基硅氧烷薄膜层的通道的几何中心与所述量子点微阵列的量子点阵列的几何中心对齐的标准，不可逆键合在所述玻片上。从上述本专利技术实施例可知，制造固态量子点微阵列芯片传感器的工艺流程简单，相对于现有液态量子点传感器只能检测单一组分目标分析物和不能实现高通量检测的不足，本专利技术实施例提供的固态量子点芯片传感器，充分结合了微流控芯片高通量的优势和量子点耐光漂，一元激发多元发射等荧光特性，具有荧光信号稳定、灵敏度较高，特别是基于分子信标技术可以实现同时无标记检测多种目标分析物，极大地扩大了量子点传感器在生物医学及DNA检测过程中的应用。附图说明图1是本专利技术实施例提供的固态量子点微阵列芯片传感器的制造方法基本工艺流程流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的微阵列柱模板示意图；图3是本专利技术实施例提供的微阵列柱模板表面旋涂了第一聚二甲基硅氧烷薄膜层后的示意图；图4是本专利技术实施例提供的第二聚二甲基硅氧烷薄膜层示意图；图5是本专利技术实施例提供的带有通孔的两层聚二甲基硅氧烷薄膜层可逆键合至玻片后的示意图；图6是本专利技术实施例提供的固态量子点微阵列芯片传感器示意图。具体实施方式本专利技术实施例提供一种固态量子点微阵列芯片传感器的制造方法，所述方法包括如下次序的工艺步骤：在微阵列柱模板表面旋涂第一聚二甲基硅氧烷薄膜层；将带有多通道的第二聚二甲基硅氧烷薄膜层按照所述微阵列柱的每一阵列柱都位于所述对应通道中间位置的标准贴合到所述第一聚二甲基硅氧烷薄膜层之上；将所述具有第一聚二甲基硅氧烷薄膜层和第二聚二甲基硅氧烷薄膜层的微阵列柱模板置于烘箱中以70℃至90℃烘烤20分钟至30分钟后取出，得到带有通孔通道的两层聚二甲基硅氧烷薄膜层；将所述带有通孔通道的两层聚二甲基硅氧烷薄膜层可逆键合至玻片；向所述通孔注入水溶性量子点孵育预定时间后，将所述带有通孔通道的两层聚二甲基硅氧烷薄膜层从所述玻片上剥离，得到量子点微阵列；将带有通道的聚二甲基硅氧烷薄膜层按照所述带有通道的聚二甲基硅氧烷薄膜层的通道的几何中心与所述量子点微阵列的量子点阵列的几何中心对齐的标准，不可逆键合在所述玻片上。本专利技术实施例还提供相应的固态量子点微阵列芯片传感器。以下分别进行详细说明。本专利技术实施例的固态量子点微阵列芯片传感器的制造方法基本工艺流程可参考图1，主要包括步骤S101至步骤S106：S101，在微阵列柱模板表面旋涂第一聚二甲基硅氧烷薄膜层。在本专利技术实施例中，微阵列柱模板是通过在硅片表面采用光刻的方法制作而成，即在硅片表面光刻尺寸为20微米的负性光刻胶SU-82050微阵列柱模板，其中，微阵列柱模板的每个微柱高可以为50微米，顶端可以为正方形，边长可以为20微米。微阵列柱模板的示意图如附图2所示，其中，标记为201的为微柱，标记为202的为硅片。作为本专利技术一个实施例，第一聚二甲基硅氧烷薄膜层可以是由预聚物和固化剂按照20：1的比例制成的的带有通孔的聚二甲基硅氧烷薄膜层。附图2示例的微阵列柱模板表面旋涂了第一聚二甲基硅氧烷薄膜层后的示意图如附图3所示，其中，标记为301、在图中以格状示意的部分为第一聚二甲基硅氧烷薄膜层。S102，将带有多通道的第二聚二甲基硅氧烷薄膜层按照微阵列柱的每一微柱都位于对应通道中间位置的标准贴合到第一聚二甲基硅氧烷薄膜层之上。在本专利技术实施例中，第二聚二甲基硅氧烷薄膜层可以可以是由预聚物和固化剂按照5：1的比例制成的的带有通道的聚二甲基硅氧烷薄膜层。第二聚二甲基硅氧烷薄膜层是带有一系列通道的聚二甲基硅氧烷薄膜层，例如，可以根据最终成型的固态量子点芯片传感器的玻片尺寸，第二聚二甲基硅氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态量子点微阵列芯片传感器，其特征在于，所述固态量子点微阵列芯片传感器包括玻片、带有通道的聚二甲基硅氧烷薄膜层和量子点微阵列；所述量子点微阵列为若干水溶性量子点通过带有通孔通道的两层聚二甲基硅氧烷薄膜层注入到所述玻片上孵育预定时间而成，所述量子点微阵列中量子点阵列点的数量与所述带有通孔通道的两层聚二甲基硅氧烷薄膜层中通孔的数量相等，所述量子点微阵列中量子点阵列点的排列方式与所述带有通孔通道的两层聚二甲基硅氧烷薄膜层中通孔的排列方式相同；所述带有通道的聚二甲基硅氧烷薄膜层不可逆键合在所述玻片上，并且所述量子点微阵列的每个量子点阵列点的几何中心与所述带有通道的聚二甲基硅氧烷薄膜层的每个通道的几何中心对应对齐。

【技术特征摘要】
1.一种固态量子点微阵列芯片传感器，其特征在于，所述固态量子点微阵列芯片传感器包括玻片、带有通道的聚二甲基硅氧烷薄膜层和量子点微阵列；所述量子点微阵列为若干水溶性量子点通过带有通孔通道的两层聚二甲基硅氧烷薄膜层注入到所述玻片上孵育预定时间而成，所述量子点微阵列中量子点阵列点的数量与所述带有通孔通道的两层聚二甲基硅氧烷薄膜层中通孔的数量相等，所述量子点微阵列中量子点阵列点的排列方式与所述带有通孔通道的两层聚二甲基硅氧烷薄膜层中通孔的排列方式相同；所述带有通道的聚二甲基硅氧烷薄膜层不可逆键合在所述玻片上，并且所述量子点微阵列的每个量子点阵列点的几何中心与所述带有通道的聚二甲基硅氧烷薄膜层的每个通道的几何中心对应对齐；所述带有通孔通道的两层聚二甲基硅氧烷薄膜层为第二聚二甲基硅氧烷薄膜层贴合在第一聚二甲基硅氧烷薄膜层之上制成，所述第二聚二甲基硅氧烷薄膜层为带有通道的聚二甲基硅氧烷薄膜层，所述第一聚二甲基硅氧烷薄膜层为带有通孔的聚二甲基硅氧烷薄膜层。2.根据权利要求1所述的固态量子点微阵列芯片传感器，其特征在于，所述预定时间为0.5小时、1小时或0.5小时至1小时之间的任意时长。3.根据权利要求1所述的固态量子点微阵列芯片传感器，其特征在于，所述带有通道的聚二甲基硅氧烷薄膜层为预聚物和固化剂按照10：1的比例制成。4.根据权利要求1所述的固态量子点微阵列芯片传感器，其特征在于，所述第二聚二甲基硅氧烷薄膜层为预聚物和固化剂按照5：1的比例制成，所述第一聚二甲基硅氧烷薄膜层为预聚物和固化剂按照20：1的比例制成。5.一种固态量子点微阵列芯片传感器的制造方法，其特征在于，所述方法包括如下次序的工艺步骤：在微阵列柱模板表面旋涂第一聚二甲基硅氧烷薄膜层；将带有多通道的第二聚二甲基硅氧烷薄膜层按照所述微阵列柱的每一微柱都位于对应通道中间位置的标准贴合...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏伟，陈艳，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44