一种浸渍式点样仪及微悬臂梁传感芯片的制备方法技术

本申请实施例所公开了一种浸渍式点样仪及微悬臂梁传感芯片的制备方法，通过控制注射器的针头中的敏感材料样品液充满针尖，再控制移动平台将待点样微悬臂梁传感芯片的待点样区域插入针头中，使得样品液粘附在待点样微悬臂梁传感芯片的待点样区域，如此，无需将样品液挤出针尖，适用于粘稠质地的样品液，并且可以防止样品液飞溅而造成的器件失效和样品浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种浸渍式点样仪及微悬臂梁传感芯片的制备方法
本专利技术涉及传感芯片的制备领域，尤其涉及一种浸渍式点样仪及微悬臂梁传感芯片的制备方法。
技术介绍
微悬臂梁是利用微机电系统(MEMS，MicroElectroMechanicalSystems)工艺制备的板条状机械结构，该结构的一端悬空，另一端固定，常被用作生化传感器。在微悬臂梁被用作生化传感器时有两种不同的工作模式，一种是静态工作模式，即应力工作模式，另一种是动态工作模式，即谐振工作模式。不管处于哪种工作模式，都需要通过点样将敏感材料上载至微悬臂梁悬空端的敏感区域。由于微悬臂梁敏感区域的面积非常微小，典型值为100μm×100μm，因此必须借助点样仪来实现敏感材料的上载。传统的点样仪一般采用非接触式喷射点样方法，利用压电喷头控制敏感材料喷射量。其中，压电喷头的工作原理是在硅片上刻蚀出腔体和细小的喷嘴，并在腔体的背面贴上压电陶瓷，工作时对压电陶瓷施加电压，压电陶瓷产生形变并带动硅片产生弯曲和凹凸形变，以使得腔体的体积迅速发生变化，进而喷射出液体微滴。然而，该种点样方法存在如下弊端：(1)由于液体表面张力作用，该种方式喷射出来的液滴往往体积较大，容易造成敏感材料的浪费；(2)在压电喷头接触到器件表面时往往会发生飞溅，使得敏感材料粘附到微悬臂梁的非敏感区域，进而会造成器件的失效；(3)对样品的要求较高，对粘稠的液体或者颗粒物悬浊液都难以实现顺利喷射；(4)点样仪价格高昂，增加了制造成本。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种浸渍式点样仪及微悬臂梁传感芯片的制备方法，无需将样品液挤出针尖，适用于粘稠质地的样品液，可以防止样品液飞溅而造成的器件失效和样品浪费。本申请实施例提了一种浸渍式点样仪，该点样仪包括：移动平台和注射系统；注射系统包括注射器和夹持器；注射器具有针头，针头的内径大于待点样微悬臂梁传感芯片的待点样区域的宽度，针头用于吸入和容置样品液；夹持器设置在移动平台上，夹持器与注射器的外壁连接，夹持器用于固定注射器；移动平台用于承载待点样微悬臂梁传感芯片，以及调整注射器与待点样区域间的相对位置。进一步地，针头的内径在区间[100μm,1000μm]内。进一步地，针头容置样品液的体积在区间[0.1μL,10μL]内。进一步地，移动平台包括底座、第一移动平台、第二移动平台和载物台；第一移动平台与第二移动平台设置在底座上，第一移动平台与载物台连接；第一移动平台用于调整待点样区域相对于注射器的位置；第二移动平台与夹持器连接，第二移动平台用于调整注射器相对于待点样区域的位置。进一步地，第一移动平台上设有第一平动杆、第二平动杆和第三平动杆；第一平动杆用于控制第一移动平台沿第一方向平动；第二平动杆用于控制第一移动平台沿第二方向平动；第三平动杆用于控制第一移动平台沿第三方向平动；第一方向、第二方向与第三方向两两垂直。进一步地，第二移动平台上设有第一旋转杆、第二旋转杆和第三旋转杆；第一旋转杆用于控制第二移动平台沿第一方向平动；第二旋转杆用于控制第二移动平台沿第二方向平动；第三旋转杆用于控制第二移动平台沿第三方向平动；第一方向、第二方向与第三方向两两垂直。进一步地，上述点样仪还包括：显微观测系统；显微观测系统包括显微镜头、调焦旋钮和显示屏；调焦旋钮与显微镜头连接；显示屏与显微镜头连接；调焦旋钮用于调节显微镜头与待点样微悬臂梁传感芯片间的焦距；显示屏用于显示注射器的针头、样品液和待点样微悬臂梁传感芯片的待点样区域。进一步地，第一移动平台用于将待点样微悬臂梁传感芯片的待点样区域移动至显示镜头下，以使待点样微悬臂梁传感芯片的待点样区域显示在显示屏上。进一步地，注射器对应的进样精度在区间[1nL,1μL]内。相应地，本申请实施例还提供了一种微悬臂梁传感芯片的制备方法，制备方法基于浸渍式点样仪实现，包括：通过注射器上的针头吸入样品液；针头容置样品液的体积在区间[1μL,10μL]内；将注射器安装在夹持器上；将待点样微悬臂梁传感芯片放置于移动平台的载物台上，以及控制移动平台的第一移动平台移动，将待点样微悬臂梁传感芯片移动至显微观测系统的显示镜头下；调节显微观测系统的调焦旋钮以及控制移动平台的第一移动平台，以使待点样微悬臂梁传感芯片的待点样区域显示在显示屏上；控制移动平台的第二移动平台，带动夹持器，使得注射器的针头显示在显示屏上；调节注射器，使得样品液充满针头；控制移动平台的第二移动平台，带动夹持器，使得待点样微悬臂梁芯片的待点样区域插入针头中；控制移动平台的第二移动平台，带动夹持器，使得待点样微悬臂梁芯片的待点样区域脱离针头，进而使得样品液粘附在待点样区域上；待待点样区域上的样品液中的溶质挥发后，重复步骤：控制移动平台的第二移动平台，带动夹持器，使得待点样微悬臂梁芯片的待点样区域插入针头中，直至待点样微悬臂梁传感芯片上的待点样区域被敏感材料均匀覆盖，得到点样后的微悬臂梁传感芯片。本申请实施例具有如下有益效果：本申请实施例所公开的一种浸渍式点样仪及微悬臂梁传感芯片的制备方法，该点样仪包括移动平台和注射系统，注射系统包括注射器和夹持器，注射器具有针头，针头的内径大于待点样微悬臂梁传感芯片的待点样区域的宽度，针头用于吸入和容置样品液，夹持器设置在移动平台上，夹持器与注射器的外壁连接，夹持器用于固定注射器，移动平台用于承载待点样微悬臂梁传感芯片，以及调整注射器与待点样区域间的相对位置。通过控制针头中样品液充满针尖，再控制移动平台将待点样微悬臂梁传感芯片的待点样区域插入针头中，使得样品液粘附在待点样微悬臂梁传感芯片的待点样区域，如此，无需将样品液挤出针尖，适用于粘稠质地的样品液，并且可以防止样品液飞溅而造成器件失效和样品浪费。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。图1是本申请实施例提供的一种浸渍式点样仪的结构示意图；图2a是本申请实施例提供的一种样品液充满注射器的针头的示意图；图2b是本申请实施例提供的一种将待点样区域插入针头中的示意图；图2c是本申请实施例提供的一种样品液粘附在待点样区域的示意图。附图说明：1-注射系统，11-注射器，12-夹持器，2-移动平台，21-底座，22-第一移动平台，23-第二移动平台，24-载物台，3-显微观测系统，31-显微镜头，32-调焦旋钮，33-显示屏，4-待点样微悬臂梁传感芯片。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种浸渍式点样仪，其特征在于，包括：移动平台(2)和注射系统(1)；/n所述注射系统(1)包括注射器(11)和夹持器(12)；/n所述注射器(11)具有针头，所述针头的内径大于待点样微悬臂梁传感芯片(4)的待点样区域的宽度，所述针头用于吸入和容置样品液；/n所述夹持器(12)设置在所述移动平台(2)上，所述夹持器(12)与所述注射器(11)的外壁连接，所述夹持器(12)用于固定所述注射器(11)；/n所述移动平台(2)用于承载所述待点样微悬臂梁传感芯片(4)，以及调整所述所述注射器(11)与所述待点样区域间的相对位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种浸渍式点样仪，其特征在于，包括：移动平台(2)和注射系统(1)；
所述注射系统(1)包括注射器(11)和夹持器(12)；
所述注射器(11)具有针头，所述针头的内径大于待点样微悬臂梁传感芯片(4)的待点样区域的宽度，所述针头用于吸入和容置样品液；
所述夹持器(12)设置在所述移动平台(2)上，所述夹持器(12)与所述注射器(11)的外壁连接，所述夹持器(12)用于固定所述注射器(11)；
所述移动平台(2)用于承载所述待点样微悬臂梁传感芯片(4)，以及调整所述所述注射器(11)与所述待点样区域间的相对位置。


2.根据权利要求1所述的点样仪，其特征在于，所述针头的内径在区间[100μm,1000μm]内。


3.根据权利要求1所述的点样仪，其特征在于，所述针头容置样品液的体积在区间[0.1μL,10μL]内。


4.根据权利要求1所述的点样仪，其特征在于，所述移动平台(2)包括底座(21)、第一移动平台(22)、第二移动平台(23)和载物台(24)；
所述第一移动平台(22)与所述第二移动平台(23)设置在所述底座(21)上，所述第一移动平台(22)与所述载物台(24)连接；
所述第一移动平台(22)用于调整所述待点样区域相对于所述注射器(11)的位置；
所述第二移动平台(23)与所述夹持器(12)连接，所述第二移动平台(23)用于调整所述注射器(11)相对于所述待点样区域的位置。


5.根据权利要求4所述的点样仪，其特征在于，所述第一移动平台(22)上设有第一平动杆、第二平动杆和第三平动杆；
所述第一平动杆用于控制所述第一移动平台(22)沿第一方向平移；
所述第二平动杆用于控制所述第一移动平台(22)沿第二方向平移；
所述第三平动杆用于控制所述第一移动平台(22)沿第三方向平移；
所述第一方向、所述第二方向与所述第三方向两两垂直。


6.根据权利要求4所述的点样仪，其特征在于，所述第二移动平台(23)上设有第一旋转杆、第二旋转杆和第三旋转杆；
所述第一旋转杆用于控制所述第二移动平台(23)沿第一方向平移；
所述第二旋转杆用于控制所述第二移动平台(23)沿第二方向平移；
所述第三旋转杆用于控制所述第二移动平台沿(23)第三方向平移；
所述第一方向、所述第二方向与所述第三方向两两垂直。

【专利技术属性】
技术研发人员：贾浩，李昕欣，许鹏程，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31