高密度DNA微阵列生物芯片的制作方法技术

一种高密度ＤＮＡ微阵列生物芯片的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤１：在铝或铝合金薄膜表面采用阳极氧化方法制作高密度多孔氧化铝模板；步骤２：将多孔氧化铝模板从铝或铝合金薄膜表面上剥离；步骤３：将多孔氧化铝模板转移至ＤＮＡ微阵列生物芯片基片表面，作为ＤＮＡ微阵列生物芯片基片的刻蚀掩膜；步骤４：采用刻蚀的方法对ＤＮＡ微阵列生物芯片基片进行刻蚀；步骤５：移除多孔氧化铝模板，完成高密度ＤＮＡ微阵列生物芯片的制作。本发明专利技术其具有密度高、成本低、操作简单、适于大规模工业化制作的优点。

Method for making high-density DNA microarray biological chip

A manufacturing method of a high-density DNA microarray biochip, characterized by comprising the following steps: Step 1: in the production of high density porous alumina template surface of aluminum or Aluminum Alloy thin film by anodic oxidation method; step 2: the porous alumina template from aluminum or Aluminum Alloy thin film surface peeling; step 3: porous transfer to the surface of alumina template DNA microarray as substrate, etching microarray substrate DNA mask; step 4: the etching method for etching on DNA microarray substrate; step 5: remove the porous alumina template, made of high density DNA microarray biochip. The invention has the advantages of high density, low cost, simple operation and suitability for large-scale industrialized manufacture.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及DNA微阵列生物芯片制备领域，特别是高密度DNA微阵列 生物芯片制备领域。
技术介绍
DNA微阵列生物芯片是现代生物技术与工程技术相结合的典范，DNA 微阵列生物芯片技术的出现不仅大大推动了生命科学的发展，使得人类可 以进行诸如基因组测序等复杂的探索，而且也大大促进了工程技术的发 展，各种新技术不断涌现并得以应用。目前所广泛采用的生物芯片制备方 法包括点样技术、半导体加工技术。然而，由于受到工艺极限的限制，目 前的生物芯片制备技术还不能制备直径小于lOOnm，孔径均匀的DNA微阵 列生物芯片，制约了单DNA分子探测等高新生物技术的进一步发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高密度DNA微阵列生物芯片的制作方法， 其具有密度高、成本低、操作简单、适于大规模工业化制作的优点。本专利技术一种高密度DNA微阵列生物芯片的制作方法，其特征在于，包括如下步骤步骤1:在铝或铝合金薄膜表面采用阳极氧化方法制作高密度多孔氧 化铝模板；步骤2:将多孔氧化铝模板从铝或铝合金薄膜表面上剥离； 步骤3:将多孔氧化铝模板转移至DNA微阵列生物芯片基片表面，作 为DNA微阵列生物芯片基片的刻蚀掩膜；步骤4:采用刻蚀的方法对DNA微阵列生物芯片基片进行刻蚀；步骤5:移除多孔氧化铝模板，完成高密度DNA微阵列生物芯片的制其中将多孔氧化铝模板从铝或铝合金薄膜表面上剥离是采用机械物 理剥离方法。其中将多孔氧化铝模板从铝或铝合金薄膜表面上剥离时，通过控制电 解反应的时间来控制多孔氧化铝模板的厚度。其中将多孔氧化铝模板转移至DNA微阵列生物芯片基片表面是采用物 理键合方法。其中所采用的刻蚀的方法是化学湿法腐蚀方法。 其中所采用的刻蚀的方法是等离子体干法刻蚀方法。 其中移除多孔氧化铝模板，是利用强碱溶液移除方法。 其中所述的移除多孔氧化铝模板，是利用强酸溶液移除方法。 其中所述的移除多孔氧化铝模板，是利用机械移除或物理移除方法。为进一步说明本专利技术的内容及特点，以下结合附图及实施例对本专利技术作一详细的描述，其中图1为利用多孔氧化铝模板制作高密度DNA微阵列生物芯片的流程图。具体实施方式请参阅图1所示，本专利技术一种高密度DNA微阵列生物芯片的制作方法， 包括如下步骤步骤1:在铝或铝合金薄膜表面采用阳极氧化方法制作高密度多孔氧 化铝模板10;步骤2:将多孔氧化铝模板10从铝或铝合金薄膜表面上剥离，所述剥离是采用机械物理剥离方法，在剥离时，通过控制电解反应的时间来控制 多孔氧化铝模板10的厚度；步骤3:将多孔氧化铝模板10转移至DNA微阵列生物芯片基片11表面，作为DNA微阵列生物芯片基片11的刻蚀掩膜，所述将多孔氧化铝模附图说明板10转移至DNA微阵列生物芯片基片11表面是采用物理键合方法；步骤4:采用刻蚀的方法对DNA微阵列生物芯片基片ll进行刻蚀，所述采用的刻蚀的方法是化学湿法腐蚀方法或等离子体干法刻蚀方法；步骤5:移除多孔氧化铝模板IO，所述移除多孔氧化铝模板IO，是利用强碱溶液移除方法或是利用强酸溶液移除方法或是利用机械移除或物 理移除方法，完成高密度DNA微阵列生物芯片的制作。下面以利用多孔氧化铝模板制备高密度DNA微阵列生物芯片为例，阐 述本专利技术所要说明的高密度DNA微阵列生物芯片的制备方法。结合参阅图l，(1) 选用高纯(99.999%)铝箔，裁成需要尺寸的基片，用丙酮浸泡3 4个小时，随后用质量分数为5。^的氢氧化钠溶液在6(TC下浸泡90秒，用 去离子水冲洗后，再将铝片浸泡到5%的硝酸溶液中5分钟，再用去离子水 冲洗；在1. 2mol/L的硫酸(H2S04)或0. 3mol/L的草酸(。必204)电解质中 进行阳极氧化，电极工作电压为15 45V，时间2 4h;铝片为阳极，铂 片为阴极，在铝表面能形成一层孔状的氧化层，孔的直径取决于通电电压， 氧化层厚度取决于通电时间；利用氯化铜作为剥铝剂，未反应的铝和氯化 铜溶液中的氯化铜发生置换反应，将未氧化的铝和氧化形成的多孔氧化铝 膜分离；将得到的多孔氧化铝膜片转移至0. 3mol/L的磷酸(H3P04)溶液中 进行扩孔处理，便得到所需的多孔氧化铝模板10。上述工序均在室温下进 行，用不同工艺条件，我们可以得到平均孔径10 100nm(经扩孔处理还可 使孔径增至200 300nm)，孔密度1011 108cm_2，模板厚度约30 60jim等 不同结构参数的系列多孔氧化铝模板10。多孔氧化铝模板10内形成的微 孔彼此平行且垂直于膜面，按近乎一致的蜂巢状六方紧密结构排列。(2) 将多孔氧化铝模板10从铝片表面上剥离，所述剥离是采用机械 物理剥离方法，在剥离时，通过控制电解反应的时间来控制多孔氧化铝模 板10的厚度；(3) 目前商品化的DNA微阵列芯片多采用硅基或者二氧化硅基玻璃 制成，也有采用塑料、有机物作为基片，可以将基片事先进行氨基或者醛 基修饰，本实施例中，采用硅作为DNA微阵列生物芯片基片，将多孔氧化 铝模板10放置到基片表面，经过热退火，多孔氧化铝模板10则自然伸展，键合到基片上。(4) 采用等离子体干法刻蚀技术对DNA微阵列生物芯片基片进行刻 蚀，此时，附于DNA微阵列生物芯片基片表面的多孔氧化铝模板10即是 一阻挡层，位于多孔氧化铝模板10上微孔部分下方的DNA微阵列生物芯 片基片由于未被阻挡而被刻蚀，多孔氧化铝模板10的图形完全转移到了 DNA微阵列生物芯片基片上。(5) 将带有多孔氧化铝模板10的DNA微阵列生物芯片放置于NaOH 溶液中，多孔氧化铝模板10将发生反应而溶解，DNA微阵列生物芯片保留 下来。值得指出，上述步骤(5)所述方法仅是本实施例所采用的一种方法， 不具有普遍性，采用机械剥离等物理方法可以使多孔氧化铝模板10重复 多次使用，适用于商品化大规模生产。步骤(1)、 (2)、 (3)、 (4)和(5) 各步所采用方法均是本专利技术一实施例所采用方法，并不对本专利技术有任何形 式性限制。综上所述，高密度DNA微阵列生物芯片的制作方法至少具有以下优点1. 本专利技术高密度DNA微阵列生物芯片的制作方法工艺成熟，制作成本 低，采用一块模板就可以批量制作DNA微阵列生物芯片，可重复性好，适合于规模商品化生产。2. 本专利技术高密度DNA微阵列生物芯片的制作方法制作出的生物芯片密 度高，比现行方法可以提高5 10倍。3. 本专利技术高密度DNA微阵列生物芯片的制作方法采用模板转移技术， 制作出的生物芯片孔径均匀，芯片表面可以再修饰。以上所述，仅是本专利技术的实施例而已，并非对本专利技术作任何形式上的 的限制，凡是依据本专利技术技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等 同变化与修饰，均仍属于本专利技术技术方案范围之内，因此本专利技术的保护范 围当以权利要求书为准。权利要求1.一种高密度DNA微阵列生物芯片的制作方法，其特征在于，包括如下步骤步骤1在铝或铝合金薄膜表面采用阳极氧化方法制作高密度多孔氧化铝模板；步骤2将多孔氧化铝模板从铝或铝合金薄膜表面上剥离；步骤3将多孔氧化铝模板转移至DNA微阵列生物芯片基片表面，作为DNA微阵列生物芯片基片的刻蚀掩膜；步骤4采用刻蚀的方法对DNA微阵列生物芯片基片进行刻蚀；步骤5移除多孔氧化铝模板，完成高密度DNA微阵列生物芯片的制作。2. 根据权利要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高密度ＤＮＡ微阵列生物芯片的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：　步骤１：在铝或铝合金薄膜表面采用阳极氧化方法制作高密度多孔氧化铝模板；　步骤２：将多孔氧化铝模板从铝或铝合金薄膜表面上剥离；　步骤３：将多孔氧化铝模板转 移至ＤＮＡ微阵列生物芯片基片表面，作为ＤＮＡ微阵列生物芯片基片的刻蚀掩膜；　步骤４：采用刻蚀的方法对ＤＮＡ微阵列生物芯片基片进行刻蚀；　步骤５：移除多孔氧化铝模板，完成高密度ＤＮＡ微阵列生物芯片的制作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李运涛，俞育德，余金中，于军，胡迪，任鲁风，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]