反射型基片制造技术

本发明专利技术公开了一种反射型基片，其是应用于生物领域的一种生物芯片用镜面反射型基片，其包括：基底和位于基底上方的承载结合生物分子的化学修饰层，所述基底和位于基底上方的承载结合生物分子的化学修饰层之间设有降低荧光信号漫散射的膜系层。反射型基片的承载结合生物分子的化学修饰层在保证基片与生物分子间结合能力（在一定程度上增强）的情况下，其降低荧光信号漫散射的膜系层的设置进一步提高生物芯片检测中的信号的强度和灵敏度，解决荧光在固相介质上信号全向漫散射的状况，使标记生物分子的荧光信号呈方向性反射并在扫描设备信号收集端（ＰＭＴ光电倍增管、ＣＣＤ电耦合矩阵）获得稳定的高对比度、高信号强度、高灵敏度状态的生物信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物领域的一种生物芯片用镀膜镜面反射型基片。
技术介绍
1990年启动的人类基因组计划(HGP)，启动了人类为了认识自身而进行的最伟大的科学 研究计划，HGP于2001年6月发表了准确的高质量的人类基因组测序结果，2002年初发表了 高精确度和经过详细注解的人类基因组研究结果，它标志着人类基因组计划的提前完成。同 时，对于地球上各类物种的基因组测序也都取得了重大的进展。随着生物全基因组序列的公布，研究的重点已转移到以搞清各类物种中所有基因的结构 和功能为目标，并加以利用造福生物本身的后基因组计划时代，它包括了后基因组计划、蛋 白质组计划、疾病基因组计划等分类和方向。而怎样从海量的生物信息中发掘其本质功能；如何研究成千上万生物信息在生命过程中 担负的角色；如何丌发利用这些研究成果，将其与生命的各项机能联系起来，揭示生长、进 化、哀老等方方面面的奧秘；深入了解疾病的物质基础及发生、发展过程；开发相应的诊断 方法和治疗药物根治各类疾病、顽症和肿瘤。这一系列挑战都依赖于高通量、高精度、快速 的"生物芯片"。生物芯片是指通过微加工和微电子技术在固相基质表面构建微型生物化学分析系统，以 实现对细胞、蛋白质、核酸以及其他生物分子进行准确、快速、高通量检测。生物芯片技术的木质特征是利用微电子、微机械、化学、物理以及计算机信息处理技术， 将生命科学研究中的样品检测、分析过程实现连续化、集成化、规模化和微型化。它能针对 集成的成千上万密集阵列排布的分子微阵列或分析元件，在短时间内分析大量的生物分子， 快速准确地获取样品中的生物信息，百万倍提高检测效率和准确性，是公认的继大规模集成 电路后又一次具有深远意义的科学技术革命。生物芯片的分类基因芯片、蛋白质芯片、芯片实验室(电子芯片、三维芯片、流式芯 片等)、细胞芯片、组织芯片、糖芯片及其他。目前生物芯片的应用主要在基因突变检测、疾病诊断、药物筛选、毒理学研究与药物基 因组学研究这五个方面。正如在生物芯片定义中指出的，所有生物芯片都离不开固相基质的表面，实际就是生物 芯片的片基(也称基片)，也就是载体材料，作为芯片片基必须符合以下要求1、表面有活 性基团，可与生物分子偶联；2、惰性(不影响生物分子的功能)和稳定性(包括机械、化学、 物理等方面)；3、良好的生物兼容性。本专利技术就是针对这一
和方向的专利技术。生物芯片研究和临床应ffl过程中，由于生物芯片上的分子探针对不同的样品(如DNA、 RNA 或蛋白质)具有选择性，当靶探针与目标探针杂交以后，与生物芯片分子探针发生特异性反 应的生物分子就结合在芯片上，而没有发生特异反应的生物芯片分子探针则无荧光标记物。 当斗:物芯片和样品探针杂交完毕后，就需要对生物芯片杂交结果进行图像采集和分析。采用 的设备为各类荧光扫描仪。所有生物芯片上的荧光都需要经过扫描装置来分析其上的荧光强 度和分布。从检测角度而言，生物芯片就是许多微小的DNA或其他生物分子整齐排列的固相表面， 这些DNA或生物分子与荧光标记分子结合，测定荧光强度后可通过生物信息学软件和平台推 知结合分子的浓度等等信息。而固相介质主要是经过物理及化学处理过的玻璃或硅片，它对 生物芯片的性能有非常大的影响。这涉及到结合的能力，以及在芯片扫描中对信号的反馈能 力。低劣的表面处理会导致生物分子(如D隨、蛋白等)不能很好地固定到基片上，而不均匀 的表面会导致固定的生物分子量的差别，从而导致所产生的生物信息的失真。同时固相介质 材料本身是否带有高自发荧光的物质，也在很大程度影响着生物芯片扫描检测质量的优劣。现有的生物芯片基片，在研发制造生物芯片的过程中，或者不能保证生物分子与基片的 良好结合，或者很难在检测中直观获取完整的生物分子标记荧光信号，即生物芯片扫描检测 质量都相对较差，需大量依赖后期以复杂数学模型为基础的计算机软件再加工，存在各种类 型的信号失真、畸变问题，影响对生物信息的判断与识读。因此有良好的生物分子结合能力 和扫描检测质量较好的生物芯片基片的专利技术势在必行。
技术实现思路
为了克服
技术介绍
屮的现有的生物芯片基片在信号反馈能力上的不足，本专利技术一种反射型基片，其是应用于生物领域的一种生物芯片用镜面反射型基片，其包括基底和位于基底 上方的承载结合生物分子的化学修饰层，所述基底和位于基底上方的承载结合生物分了的化 学修饰层之间设有降低荧光信号漫散射的膜系层。反射型基片的承载结合牛物分子的化学修 饰层在保证基片与生物分T间结合能力(在一定程度上增强)满足生物芯片各类制造工艺和4设备的需求的情况下，其降低荧光信号漫散射的膜系层的设置进一歩提高了生物芯片检测中 的信号强度和灵敏度，降低了荧光在固相介质上信号全向漫散射的状况，使标记生物分子的 荧光信号呈方向性反射并在扫描设备信号收集端(PMT光电倍增管、CCD电耦合矩阵等其它光 电检测设备)获得稳定的高对比度、高信号强度、高灵敏度状态的生物信号，给生物芯片的 使用，尤其是后期的扫描检测以及针对微量材料或微弱荧光信号的检测带来了极大的便捷性 和直观性。本专利技术的有益效果是，该反射型基片尺寸精确，可以保证对所有生物芯片实验、制造及 应用设备的兼容和支持，光洁、平整、均一的表面，经过高精度研磨抛光达到的10埃德平整 度和超过40/20表面光洁度的标准，2um的平行度，经化学表面修饰后的优秀的可结合性， 及生物反应效率材料荧光惰性和镀膜层形成的强信号反射特性，可将固定杂交后生物分子的 荧光信号实现6 20倍的提升，可用于微量生物分子物质的检测，可减少生物分子物质的使 用，并有效的提升了易用性和采集后信号的直观程度，使信号反馈能力大大加强。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进行进一 步的说明。图i是本专利技术反射型基片的立体示意图。图2是业界已有的基片对荧光信号的反映示意图。图3是与图2相比较的本专利技术反射型基片对荧光信号的反映示意图。图4是本专利技术反射型基片以氧化硅和氧化锆为镀膜材料的膜系层设计曲线图。图5是本专利技术反射型基片以氧化硅和氧化铪为镀膜材料的膜系层设计曲线图。图6是本专利技术反射型基片以氧化硅和五氧化二钽为镀膜材料的膜系层设计曲线图。图7是本专利技术反射型基片为氧化硅和金为镀膜材料的膜系层设计曲线图。图8是本专利技术反射型基片以氧化硅和铝为镀膜材料的膜系层设计曲线图。图中1、反射型基片，101、化学修饰层，102、基底，103、膜系层，104、承载结合生物 分子的化学修饰层。具体实施方式本专利技术是应用于生物领域的一种生物芯片用镜面反射型基片，其将光学中的真空镀膜的 原理与技术融入于生物芯片基片的设计、研发、制造之中，尤其是针对的生物芯片所使用的 花菁类受体荧光标记物Cy3 (激发波长554nm土5nm发射波长568nm土5nm)和Cy5 (激发波长 649nm士5nm发射波长666nra土5nm)为设计立意点，涉及对这两个发射波长区间具有高反射特性的多层膜系层。如图1所示本专利技术反射型基片1呈长方体状，且实物成透明状，从下 向上依次包括化学修饰层101、基底102、膜系层103和承载结合生物分子的化学修饰层104。所述基底102选用经过大量平行测试而选定的具有低自发荧光、优异光学、物理、化学 及电学性能的高硼硅浮法玻璃，其经过高精度的玻璃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反射型基片，其是应用于生物领域的一种生物芯片用镜面反射型基片，其包括：基底和位于基底上方的承载结合生物分子的化学修饰层，其特征是：所述基底和位于基底上方的承载结合生物分子的化学修饰层之间设有降低荧光信号漫散射的膜系层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈琦，童莹，张波，
申请(专利权)人：上海点亮基因科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]