一种免疫检测芯片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种免疫检测芯片，包括基底，所述基底采用紫外光固化材料，所述基底表面设置有周期性纳米凹槽阵列，所述基底上表面设置有金属层，所述金属层上表面设置有氧化层，所述氧化层上表面经过高分子层修饰后，将所述凹槽用封闭液封闭。本实用新型专利技术还提供了上述免疫检测芯片的制备方法，通过硅基模板批量化生产有机材料作为衬底的检测芯片。本实用新型专利技术芯片灵敏度高、通量高，同时生产周期短，可实现批量化生产，用于免疫检测适用范围广。用于免疫检测适用范围广。用于免疫检测适用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种免疫检测芯片


[0001]本技术属于生物芯片制造领域，具体涉及一种免疫检测芯片。

技术介绍

[0002]荧光检测作为一种重要的现代检测技术，与其他检测技术相比荧光检测具有灵敏度高和方法多样等优点，是诊断学、生物科学、生物工艺学等领域的最常用分析测试技术之一。然而由于样品的多样性和特殊性，荧光检测在实际过程中已有的灵敏度仍然不能满足所有测定的需要，尤其是对弱荧光分子体系和微量目标分子的检测具有很大的局限性。
[0003]传统的荧光检测技术手段简陋、技术有限，大多需要人工手工操作，导致误差很大，样品的检测结果与检测人员的检测水平有很大关系。生物芯片技术能在微小尺寸上集成的海量信息，能够实现快速高效的测量分析，其是按照预先的设置有序地固定在载体表面，利用生物分子之间的特异性亲和反应，对生物分子进行测量和分析，避免了多次人工操作，减少耗时，降低了检测结果导致的系统偏差，提高了检测效率，在高通量应用方面极具价值。
[0004]目前生物芯片的常用制备材料有单晶硅片、玻璃和石英。玻璃和石英具有较好的表面性质和光学性质，制作方法主要有标准光刻技术和湿法刻蚀，但是由于此类芯片制作过程繁琐、成本高，同时对于微纳米结构的加工工艺还不成熟。单晶硅作为生物芯片的首要材料，其加工工艺非常成熟，具有强度较大、纯度较高、洁净度较高、散射性较好和耐腐蚀等优点。但是硅材料绝缘性和透光性差，深度刻蚀难度大，硅基片粘合度差，相比于其他材料，硅材料芯片的成本也相对较高。
[0005]生物芯片技术的发展还处于初期阶段，其复杂的理论和技术还需要进一步研究，故而其准确性和稳定性是十分受影响的。生物芯片通常以硅基底为原材料，常用到光刻膜、离子刻蚀技术，制备成本高、周期长，应用难以普及，严重影响芯片设计与新产品的开发及应用，这是生物芯片技术的局限性。如基因芯片制备过程中光刻掩膜的制备成本高、周期长。生物芯片在我国起步较晚，到目前还没有实现大规模的生产，更多依靠国外进口。中国生物芯片研究始于20世纪90年代，2008年到2019年每年都以超过20％的速度在增长，2019年市场规模已经超过9亿美元，2020因为全球新冠病毒的爆发， 2021年中国市场规模预计超过20亿，后期增长速度将超过40％。全球2014 年生物芯片市场高达39亿美元，2015年～2020年以超过31.6％的增长率发展，2020年已经达到184亿美元，北美地区占据了全球生物芯片市场的主导地位。我国在基础研究领域和新药研发领域的投入相对较小，并且国际芯片产品竞争超过国内产品，国际高水平研究中基本使用的是国际芯片。
[0006]制备一种通量、灵敏度高、同时适合批量工业化生产的荧光检测生物芯片具有十分巨大的价值。

技术实现思路

[0007]本技术针对现有技术中存在的至少一种技术问题，提供一种免疫检测芯片，
芯片灵敏度高、通量高，同时生产周期短，可实现批量化生产，用于免疫检测适用范围广。
[0008]本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种免疫检测芯片，包括基底，所述基底采用紫外光固化材料，所述基底表面设置有周期性纳米凹槽阵列，所述基底上表面设置有金属层，所述金属层上表面设置有氧化层，所述氧化层上表面经过高分子层修饰后，将所述凹槽用封闭液封闭。
[0009]在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。
[0010]进一步，所述金属层的厚度为100nm～500nm。
[0011]进一步，所述金属层包括下层的金属黏附层和上层的贵金属层。
[0012]优选的，所述金属黏附层厚度为4nm～50nm。
[0013]优选的，所述贵金属层厚度为100nm～400nm。
[0014]优选的，所述金属黏附层的材质为Cr或Ti，或者Cr和Ti的合金。
[0015]优选的，所述贵金属层的材质为Au、Ag、Cu或Pt，或者Au、Ag、Cu 和Pt的合金。
[0016]进一步，所述周期性纳米凹槽阵列的周期为100nm～3000nm。
[0017]进一步，所述周期性纳米凹槽阵列的单个凹槽的直径为50nm～2000nm。
[0018]进一步，所述周期性纳米凹槽阵列的单个凹槽的深度为10nm～500nm。
[0019]进一步，所述氧化层的厚度为100nm～600nm。
[0020]进一步，所述氧化层为SiO2、ZnO、Al2O3、TiO2或MgF2材料层，或者 SiO2、ZnO、Al2O3、TiO2和MgF2的混合物制备的材料层。
[0021]本技术的有益效果是：本技术未采用硅基底，较传统生产方法生产周期短，成本较低，可实现批量化快速生产；本技术中芯片以微/ 纳米周期性结构等离激元共振增强荧光，以有机材料微衬底，可显著提高免疫检测的通量和灵敏度；本技术用于免疫检测，适应范围极广，如可检测核酸、蛋白和多肽等生物分子；本技术对于生物检测微芯片市场的开发具有十分重要的意义，具有十分巨大的经济价值。
附图说明
[0022]图1是本技术的工艺流程示意图；
[0023]图2是本技术的结构示意图；
[0024]图3是本技术实施例和对比例的检测效果图；
[0025]图4是本技术实施例和对比例荧光检测强度图；
[0026]附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0027]1、基底，2、金属层，21、金属黏附层，22、贵金属层，3、氧化层，4、封闭液。
具体实施方式
[0028]以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。
[0029]如图2所示，本技术设计的一种免疫检测芯片，包括基底1，所述基底1采用紫外光固化材料，所述基底1表面设置有周期性纳米凹槽阵列，所述基底1上表面设置有金属层2，所述金属层2上表面设置有氧化层3，所述氧化层3上表面经过高分子层修饰后，将所述凹槽用封闭液4封闭。
[0030]本技术的核心在于采用了非硅基材料的基底1，本技术的基底 1采用的是紫外光固化材料。
[0031]目前在芯片领域，特别是精密的芯片制造领域，采用硅基材料作为衬底，利用光刻蚀的方式可以制备出极为精密的芯片结构，配合沉积相应的金属或非金属材料，能够极大的提高芯片的性能。
[0032]然而，专利技术人发现，在生物芯片领域，硅基衬底制备成本高、周期长，其高昂的成本直接制约了生物芯片的发展。而且硅材料绝缘性和透光性差，深度刻蚀难度大，硅基片粘合度差，专利技术人发现在对弱荧光分子体系和微量目标分子的检测，采用硅材料的芯片在荧光检测时通量并不高，检测灵敏度也不足。专利技术人经过研究，发现这是由于荧光检测的特殊性，对材料的要求不同导致的，同时发现紫外光固化材料的绝缘性和透光性俱佳，十分适合用于生物芯片的制备，因而选用了有机聚合材料制备基底1。
[0033]采用紫外光固化材料，材料的可加工性较强，可以通过紫外硬化压印光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种免疫检测芯片，包括基底(1)，其特征在于：所述基底(1)采用紫外光固化材料，所述基底(1)表面设置有周期性纳米凹槽阵列，所述基底(1)上表面设置有金属层(2)，所述金属层(2)上表面设置有氧化层(3)，所述氧化层(3)上表面经过高分子层修饰后，将所述凹槽用封闭液(4)封闭。2.根据权利要求1所述的免疫检测芯片，其特征在于：所述金属层(2)的厚度为100nm～500nm。3.根据权利要求1所述的免疫检测芯片，其特征在于：所述金属层(2)包括下层的金属黏附层(21)和上层的贵金属层(22)。4.根据权利要求3所述的免疫检测芯片，其特征在于：所述金属黏附层(21...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤从海，
申请(专利权)人：北京康敏生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：