一种生化检测芯片及其制备方法技术

本发明专利技术涉及生化检测元件领域，本发明专利技术公开了一种生化检测芯片及其制备方法，该生化检测芯片，其包括基底层和设置在基底层上的颗粒阵列；颗粒阵列由多个金属纳米颗粒按预设排布规则排布构成；多个金属纳米颗粒具有相同的形状；多个金属纳米颗粒的直径均为预设长度，多个金属纳米颗粒的高度均为预设高度。如此，得到的生化检测芯片具有检测灵敏度高、体积小、易集成化的优点。易集成化的优点。易集成化的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种生化检测芯片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及生化检测元件领域，特别涉及一种生化检测芯片及其制备方法。

技术介绍

[0002]利用生化传感器件检测检验样品中的化学和生物分子的种类和浓度，在生物医学、生物安全、环境监测和公共卫生等生命健康领域有着广泛的应用。光学检测是生化检测的重要手段之一，相比于传统的生化检测方法，光谱法不需要样品制备，具有快速、非侵入、高效和动态等优点，适用于现场快速检测和连续实时在线分析。而等离激元纳米结构中自由电子在相应共振波长的光激发下产生集体振荡，将光场局域到远小于波长的纳米尺度空间内，克服衍射极限，在微型化光学器件领域具有了非常广阔的应用前景。等离激元结构具有纳米尺度局域光场的增强效应，通过纳米结构周围增强的电磁场与待检测分子的相互作用，能够灵敏地检测界面折射率随物质浓度的变化，具有灵敏度高、背景干扰小、快速响应、样品无需标记等特点，在高灵敏免标记传感检测中具有重要应用价值。
[0003]当前基于等离激元的检测器件主要分为两类，表面等离极化激元(surface plasmon polariton，SPP)器件和局域表面等离激元(localized surfaceplasmon，LSP)器件。SPP检测器件是通过棱镜系统来激发金属膜表面的等离激元，具有体效应而降低了检测的选择性，且仪器体积大，不易集成化。相对于SPP检测器件，LSP检测器件设备简单，有利于微型化和集成化，但是由于LSP检测器件峰宽较宽，导致检测的灵敏度相对较低。并且，目前基于等离激元的检测器件检测选择性低，多种分析物同时检测困难，检测效率低。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的是生化检测器件体积大、不易集成化，并且检测灵敏度低的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本申请在一方面公开了一种生化检测芯片，包括基底层和设置在基底层上的颗粒阵列；
[0006]颗粒阵列由多个金属纳米颗粒按预设排布规则排布构成；
[0007]多个金属纳米颗粒具有相同的形状；多个金属纳米颗粒的直径均为预设长度，多个金属纳米颗粒的高度均为预设高度。
[0008]进一步的，多个金属纳米颗粒的表面修饰有生化分子。
[0009]进一步的，基底层的材料包括二氧化硅。
[0010]本申请在另一方面公开了一种生化检测芯片的制备方法，该方法包括：
[0011]确定颗粒阵列的预设排布规则和颗粒阵列中多个金属纳米颗粒的预设形状、预设长度和预设高度；预设长度为多个金属纳米颗粒的直径大小；预设高度为多个金属纳米颗粒的高度大小；
[0012]基于预设排布规则和预设长度在硅片上形成光刻胶阵列；
[0013]基于光刻胶阵列在硅片上形成金属薄膜；
[0014]将金属薄膜从硅片上转移至基底层；
[0015]基于金属薄膜在基底层上形成颗粒阵列，得到初始检测阵列；
[0016]将初始检测阵列划片，得到多个生化检测芯片。
[0017]进一步的，确定颗粒阵列的预设排布规则和颗粒阵列中多个金属纳米颗粒的预设长度和预设高度的方法为时域有限差分法。
[0018]进一步的，基于预设排布规则和预设长度在硅片上形成光刻胶阵列，包括：
[0019]基于预设排布规则和预设长度设计光刻胶阵列模具；
[0020]通过光刻胶阵列模具在硅片上压印形成光刻胶阵列。
[0021]进一步的，基于光刻胶阵列在硅片上形成金属薄膜，包括：
[0022]基于光刻胶阵列在硅片上沉积牺牲层；
[0023]在牺牲层上沉积金属薄膜。
[0024]进一步的，将金属薄膜从硅片上转移至基底层，包括：
[0025]将牺牲层刻蚀去除，得到与硅片分离的金属薄膜；
[0026]将与硅片分离的金属薄膜转移到基底层上。
[0027]进一步的，基于金属薄膜在基底层上形成颗粒阵列，得到初始检测阵列之后，还包括：
[0028]对初始检测阵列进行退火处理。
[0029]进一步的，对初始检测阵列进行退火处理之后，还包括：
[0030]在颗粒阵列的多个金属纳米颗粒中修饰生化分子。
[0031]采用上述技术方案，本申请提供的生化检测芯片具有如下有益效果：
[0032]本申请公开的生化检测芯片，其包括基底层和设置在基底层上的颗粒阵列；颗粒阵列由多个金属纳米颗粒按预设排布规则排布构成；多个金属纳米颗粒具有相同的形状；多个金属纳米颗粒的直径均为预设长度，多个金属纳米颗粒的高度均为预设高度。如此，得到的生化检测芯片具有检测灵敏度高、体积小、易集成化的优点。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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他的附图。
[0034]图1为本申请实施例提供的一种生化检测芯片的结构示意图；
[0035]图2为本申请实施例提供的一种生化检测芯片的制备方法流程示意图；
[0036]图3为本申请实施例提供的一种生化检测芯片的制备方法流程示意图；
[0037]图4为本申请实施例提供的一种生化检测芯片的制备方法流程示意图；
[0038]图5为本申请实施例提供的一种生化检测芯片的制备方法流程示意图；
[0039]图6为本申请实施例提供的一种生化检测芯片的制备方法流程示意图；
[0040]图7为本申请实施例提供的一种生化检测芯片的制备方法流程示意图；
[0041]图8为本申请实施例提供的一种生化检测芯片的制备方法流程示意图。
[0042]以下对附图作补充说明：
[0043]1‑
基底层；100
‑
硅片；110
‑
光刻胶阵列；120
‑
金属薄膜；121
‑
牺牲层；2
‑
颗粒阵列；21
‑
金属纳米颗粒；200
‑
光刻胶阵列模具；3
‑
初始检测阵列；4
‑
生化检测芯片。
具体实施方式
[0044]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0045]此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本申请至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生化检测芯片，其特征在于，包括基底层(1)和设置在所述基底层(1)上的颗粒阵列(2)；所述颗粒阵列(2)由多个金属纳米颗粒(21)按预设排布规则排布构成；所述多个金属纳米颗粒(21)具有相同的形状；所述多个金属纳米颗粒(21)的直径均为预设长度，所述多个金属纳米颗粒(21)的高度均为预设高度。2.根据权利要求1所述的一种生化检测芯片，其特征在于，所述多个金属纳米颗粒(21)的表面修饰有生化分子。3.根据权利要求1所述的一种生化检测芯片，其特征在于，所述基底层(1)的材料包括二氧化硅。4.一种生化检测芯片的制备方法，其特征在于，所述方法包括：确定颗粒阵列(2)的预设排布规则和所述颗粒阵列(2)中多个金属纳米颗粒(21)的预设形状、预设长度和预设高度；所述预设长度为所述多个金属纳米颗粒(21)的直径大小；所述预设高度为所述多个金属纳米颗粒(21)的高度大小；基于所述预设排布规则和所述预设长度在硅片(100)上形成光刻胶阵列(110)；基于所述光刻胶阵列(110)在所述硅片(100)上形成金属薄膜(120)；将所述金属薄膜(120)从所述硅片(100)上转移至基底层(1)；基于所述金属薄膜(120)在所述基底层(1)上形成所述颗粒阵列(2)，得到初始检测阵列(3)；将所述初始检测阵列(3)划片，得到多个生化检测芯片(4)。5.根据权利要求4所述的一种生化检测芯片的制备方法，其特征在于，所述确定颗粒阵列(2)的预设排布规则和所述颗粒阵列(2)中多个金属纳米颗粒(21)的预设长度和预设高度的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓诗凯，
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：