炽热表面等离子体共振生物芯片、其制造方法、包含其的生物传感系统及其应用技术方案

本发明专利技术公开了炽热表面等离子体共振生物芯片、其制造方法、包含其的生物传感系统及其应用，涉及生物传感领域。该生物芯片包括第一组件和第二组件，其基板均包括凹槽、间隔设置在凹槽底面的若干个流通池、纵向设置在流通池内的锥形波导以及设置在锥形波导锥面上的TiN纳米立方体；其中，第一组件上还包括与凹槽连通的进样孔和出样孔；第一组件和第二组件的组成材料含有结晶紫。该芯片耗能少，既能够降低制造成本、检测精度高，同时还满足高通量快速检测的需求。检测的需求。

【技术实现步骤摘要】
炽热表面等离子体共振生物芯片、其制造方法、包含其的生物传感系统及其应用


[0001]本专利技术涉及生物传感领域，特别涉及炽热表面等离子体共振生物芯片、其制造方法、包含其的生物传感系统及其应用。

技术介绍

[0002]表面等离子体共振(SPR)生物传感器通过利用纳米粒子的固有特性来监测各种生物分子之间的相互作用，以分析生物样品。目前，表面等离子体共振生物传感器通大都以银、金或银
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金合金作为等离激元支持材料，以激发电子云的集体振荡。然而，金作为等离激元支持材料存在两个缺陷，一是金材料本身昂贵，二是金膜的厚度高达约50nm，这些缺陷妨碍了金基SPR生物传感器的广泛使用。
[0003]且现有的SPR设备在并行检测通道的数量上也受到了限制。现有的制造商提供的已建立的最先进的型号(包括K8、Sierra、4SPR等)通常也仅包含四至八个通道，这远远不能满足高通量快速检测生物样品的需求。SPR系统中检测信道数量有限的原因是使用衰减全反射(ATR)配置。使用ATR配置时，入射角需要调整到70度以上，这会导致反射的图像太小而无法以高保真度聚焦在焦点上，因此其应用非常有限。SPR系统的检测信道数量不足使其并行处理能力受到极大限制，无法满足高通量快速检测生物样品的需求。
[0004]因此，急需提供一种既能够降低制造成本、提高检测精度同时还满足高通量快速检测需求的炽热表面等离子体共振生物芯片及其制造方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种炽热表面等离子体共振生物芯片，该芯片的制造成本低，同时在保证了分辨率的前提下，具有高检测精度，能够用于流体样品的检测，以研究分子间的相互作用。
[0006]本专利技术还提出了制造上述炽热表面等离子体共振生物芯片的方法。
[0007]本专利技术还提出了包括上述炽热表面等离子体共振生物芯片的生物传感系统。
[0008]本专利技术还提出了上述炽热表面等离子体共振生物芯片或上述生物传感系统在研究分子间相互作用中的用途。
[0009]本专利技术的第一个方面，提供一种炽热表面等离子体共振生物芯片，包括：
[0010]第一组件，包括第一基板，所述第一基板上设有依次连通的进样孔、第一凹槽和出样孔，所述第一凹槽的底面间隔设有若干个第一流通池，每一所述第一流通池内设有纵向设置的第一锥形波导，所述第一锥形波导延伸至所述第一流通池外，且所述第一锥形波导位于所述第一凹槽内，所述第一锥形波导的锥面上通过化学键设置有若干个第一氮化钛纳米立方体；
[0011]第二组件，包括第二基板，所述第二基板上设有第二凹槽，所述第二凹槽的底面间
隔设有若干个与第一流通池对应的第二流通池，每一所述第二流通池内设有纵向设置的与第一锥形波导对应的第二锥形波导，所述第二锥形波导延伸至所述第二流通池外，且所述第二锥形波导位于所述第二凹槽内，所述第二锥形波导的锥面上通过化学键设置有若干个第二氮化钛纳米立方体；
[0012]所述第一基板、所述第二基板、所述第一锥形波导和所述第二锥形波导的组成材料含有结晶紫。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，所述第一基板、所述第二基板、所述第一锥形波导和所述第二锥形波导的组成材料含有结晶紫。
[0014]在本专利技术的一些实施方式中，所述第一基板和所述第二基板允许400nm～1000nm波长的光透过。在上述波长范围内的光的激发下，PMMA中的结晶紫(CV)分子能够作为TiN纳米立方体的偶极子源，以产生炽热等离子体效应。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，所述第一基板和所述第二基板允许500nm～800nm波长的光透过。
[0016]在本专利技术的一些实施方式中，所述第一基板和所述第二基板允许550nm～650nm波长的光透过。
[0017]在本专利技术的一些实施方式中，所述第一基板和所述第二基板允许590nm波长的光透过。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，所述第一锥形波导和所述第二波导的高度分别独立选自300μm～700μm。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，所述第一锥形波导和所述第二波导的高度分别独立选自400μm～600μm。
[0020]在本专利技术的一些实施方式中，所述第一锥形波导和所述第二波导的高度分别独立选自450μm～550μm。
[0021]在本专利技术的一些实施方式中，所述第一锥形波导和所述第二波导的高度为500μm。
[0022]在本专利技术的一些实施方式中，所述第一锥形波导和所述第二波导的底面直径分别独立选自100μm～300μm。
[0023]在本专利技术的一些实施方式中，所述第一锥形波导和所述第二波导的底面直径分别独立选自125μm～250μm。
[0024]在本专利技术的一些实施方式中，所述第一锥形波导和所述第二波导的底面直径为125μm。
[0025]在本专利技术的一些实施方式中，所述第一锥形波导与对应的所述第二锥形波导的尖端间的距离小于5μm。
[0026]在本专利技术的一些实施方式中，所述第一氮化钛纳米立方体和所述第二氮化钛纳米立方体的尺寸分别独立选自45nm～65nm。
[0027]在本专利技术的一些实施方式中，所述氮化钛纳米立方体的尺寸为45nm。
[0028]在本专利技术的一些实施方式中，所述结晶紫的用量为每立方微米所述PMMA中含有500～600000个结晶紫分子。
[0029]在本专利技术的一些实施方式中，所述结晶紫的用量为每立方微米所述PMMA中含有70000～85000个结晶紫分子。
[0030]在本专利技术的一些实施方式中，所述结晶紫的用量为每立方微米所述PMMA中含有75000～80000个结晶紫分子。
[0031]在本专利技术的一些实施方式中，若干个第一流通池呈阵列分布。
[0032]在本专利技术的一些实施方式中，所述第一流通池的数量为1个～300个。不同的第一流通池及其对应的第二流通池可以用于监测同一流体样品中的生物分子与其他不同生物分子的相互作用，也可以用于监测同一流体样品中的生物分子与另一种生物分子的相互作用。
[0033]在本专利技术的一些实施方式中，所述第一流通池的数量为100个～200个。
[0034]在本专利技术的一些实施方式中，所述第一流通池的数量为144个。所述第一流通池的排列方式为12
×
12。
[0035]在本专利技术的一些实施方式中，所述生物芯片还包括锁扣结构，用于扣合所述第一基板和所述第二基板，以固定第一锥形波导和第二锥形波导的相对位置。
[0036]在本专利技术的一些实施方式中，所述锁扣结构包括定位孔和定位楔块。所述定位孔设置于所述第一基板上，所述定位楔块设置于所述第二基板上。
[0037]在本专利技术的一些实施方式中，所述定位砌块的横截面的形状可以为三角形、梯形、类V型、U型或矩形。可以理解的是，本领域技术人员可以按需选择能够用于固定第一流通池与其对应的第二流通池的相对位置的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种炽热表面等离子体共振生物芯片，其特征在于，包括：第一组件，包括第一基板，所述第一基板上设有依次连通的进样孔、第一凹槽和出样孔，所述第一凹槽的底面间隔设有若干个第一流通池，每一所述第一流通池内设有纵向设置的第一锥形波导，所述第一锥形波导延伸至所述第一流通池外，且所述第一锥形波导位于所述第一凹槽内，所述第一锥形波导的锥面上通过化学键设置有若干个第一氮化钛纳米立方体；第二组件，包括第二基板，所述第二基板上设有第二凹槽，所述第二凹槽的底面间隔设有若干个与第一流通池对应的第二流通池，每一所述第二流通池内设有纵向设置的与第一锥形波导对应的第二锥形波导，所述第二锥形波导延伸至所述第二流通池外，且所述第二锥形波导位于所述第二凹槽内，所述第二锥形波导的锥面上通过化学键设置有若干个第二氮化钛纳米立方体；所述第一基板、所述第二基板、所述第一锥形波导和所述第二锥形波导的组成材料含有结晶紫。2.根据权利要求1所述的炽热表面等离子体共振生物芯片，其特征在于，所述第一基板和所述第二基板允许400nm～1000nm波长的光透过；优选地，所述第一基板和所述第二基板允许500nm～800nm波长的光透过；优选地，所述第一基板和所述第二基板允许550nm～650nm波长的光透过；优选地，所述第一基板和所述第二基板允许638nm波长的光透过。3.根据权利要求1所述的炽热表面等离子体共振生物芯片，其特征在于，所述第一锥形波导和所述第二波导的高度分别独立选自300μm～700μm；优选地，所述第一锥形波导和所述第二波导的高度分别独立选自400μm～600μm；优选地，所述第一锥形波导和所述第二波导的高度分别独立选自450μm～550μm。4.根据权利要求1所述的炽热表面等离子体共振生物芯片，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴兆鹏，
申请(专利权)人：科竟达生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：