【技术实现步骤摘要】
本申请属于生物检测，尤其涉及孔阵列层结构及制备方法。
技术介绍
1、纳米孔检测技术，具有高通量、高集成、平行化、多样化和自动化等优点，在蛋白质检测、基因测序和纳米颗粒的表征等领域具有广泛的应用。例如当进行基因测序时，基因测序装置的薄膜中设置有纳米孔，单链脱氧核糖核酸(deoxyribo nucleic acid，dna)分子穿过纳米孔时，由于不同碱基与纳米孔的作用不同，从而引起纳米孔的电阻变化，进而引起流经纳米孔的电流变化。当纳米孔的两侧具有恒定电压时，可以检测到不同碱基经过纳米孔中电流的变化，从而反映出通过纳米孔的dna分子的碱基排列情况。
2、纳米孔测序芯片(下文简称芯片)中包括孔阵列，阵列中的单个孔为独立的测序单元，单张芯片上孔阵列中所形成的薄膜的排布数量和制备成功率对检测的通量至关重要。一种相关技术的芯片制备方法中，采用在芯片的孔阵列层结构上，通过微流控技术在两个电解质溶液之间形成两亲分子(磷脂、嵌段共聚物等)薄膜。该种方法为了提高两亲分子薄膜的良率，需要使孔阵列中底部微电极表面呈亲水性，上部光刻胶表面呈亲油性，而现有技术无法实现孔阵列的局部改性，进而影响两亲分子薄膜的良率。
技术实现思路
1、本申请实施例提供孔阵列层结构，旨在能对孔阵列层结构实现局部改性，进而提高两亲分子薄膜的良率。
2、本申请第一方面的实施例提供一种孔阵列层结构，包括基板、第一限定层、第二限定层和改性区域，基板一侧设有电极；第一限定层设置于基板，第一限定层与电极位于基板的同一侧，
3、根据本申请第一方面的实施方式，电极在基板的正投影与第一孔部在基板的正投影重叠，电极在基板的正投影与改性区域在基板的正投影重叠或位于改性区域在基板的正投影之内。
4、根据本申请第一方面的实施方式，电极在基板的正投影位于第一孔部在基板的正投影之内；基板朝向第一限定层一侧的表面具有第一叠置区域和第一外露区域，在厚度方向上，第一叠置区域为基板朝向第一限定层一侧的表面被第一限定层覆盖的区域，第一外露区域包括基板朝向第一限定层一侧的表面被第一孔部暴露的区域，第一孔部在基板的正投影与第一外露区域在基板的正投影重叠；至少部分第一外露区域也属于改性区域。
5、根据本申请第一方面的实施方式，第一限定层上还设有从第一孔部的侧壁沿背离第一孔部的方向延伸的第一齿槽，第一齿槽沿第一孔部周向设置有多个，并且具有在第一孔部轮廓处与第一孔部相连通的开口，第一外露区域进一步包括基板朝向第一限定层一侧的表面被第一齿槽暴露的区域，第一孔部在基板的正投影、第一齿槽在基板的正投影之和与第一外露区域在基板的正投影重叠；第一孔部在基板的正投影与改性区域在基板的正投影重叠，基板朝向第一限定层一侧的表面被第一孔部暴露的区域属于改性区域。
6、根据本申请第一方面的实施方式，第一孔部在基板的正投影位于改性区域在基板的正投影之内，第一齿槽在基板的正投影与改性区域在基板的正投影至少部分交叠，基板朝向第一限定层一侧的表面被第一齿槽暴露的至少部分区域属于改性区域。
7、根据本申请第一方面的实施方式，第一限定层朝向第二限定层一侧的表面具有第二叠置区域和第二外露区域，在厚度方向上，第二叠置区域为被第二限定层覆盖的区域，第二外露区域包括第一限定层朝向第二限定层一侧的表面被第二孔部暴露的区域，第二孔部在基板的正投影与第二外露区域在基板的正投影重叠；基板朝向第一限定层一侧的表面被第一孔部暴露的区域和至少部分第二外露区域均属于改性区域。
8、根据本申请第一方面的实施方式，第二限定层上还设有从第二孔部的侧壁沿背离第二孔部的方向延伸的第二齿槽，第二齿槽沿第二孔部周向设置有多个，并且具有在第二孔部轮廓处与第二孔部相连通的开口，第二外露区域进一步包括第一限定层朝向第二限定层一侧的表面被第二齿槽暴露的区域，第二孔部在基板的正投影、第二齿槽在基板的正投影之和与第二外露区域在基板的正投影重叠；第二齿槽在基板的正投影与改性区域在基板的正投影不交叠，第一限定层朝向第二限定层一侧的表面被第二齿槽暴露的区域不属于改性区域。
9、根据本申请第一方面的实施方式，在第一孔部的径向上，改性区域的轮廓与第一孔部的轮廓之间的距离小于或等于第二孔部的轮廓与第一孔部的轮廓之间的距离的1/3。
10、本申请第二方面的实施例提供一种孔阵列层结构的制备方法，包括以下步骤：提供基板，基板的一侧设有电极；在基板的一侧依次制备第一限定层和第二限定层，第一限定层上设有沿厚度方向贯穿第一限定层的第一孔部，电极在基板的正投影与第一孔部在基板的正投影重叠或位于第一孔部在基板的正投影之内，第二限定层上设有与第一孔部连通的第二孔部，第一孔部在基板的正投影位于第二孔部在基板的正投影之内；令紫外光从第二限定层背离基板的一侧照射孔阵列层结构，使至少部分电极形成改性区域，改性区域呈亲水性。
11、根据本申请第二方面的实施方式，在基板的一侧依次制备第一限定层和第二限定层，第一限定层上设有沿厚度方向贯穿第一限定层的第一孔部，电极在基板的正投影与第一孔部在基板的正投影重叠或位于第一孔部在基板的正投影之内，第二限定层上设有与第一孔部连通的第二孔部，第一孔部在基板的正投影位于第二孔部在基板的正投影之内的步骤包括：在基板的一侧涂布第一负性光刻胶；在第一负性光刻胶背离基板的一侧覆盖第一掩膜版，通过第一掩膜版曝光第一负性光刻胶；在第一负性光刻胶背离基板的一侧涂布第二负性光刻胶；在第二负性光刻胶背离基板的一侧覆盖第二掩膜版，通过第二掩膜版曝光第二负性光刻胶；对第一负性光刻胶和第二负性光刻胶进行显影刻蚀和烘烤，第一负性光刻胶形成第一限定层，第二负性光刻胶形成第二限定层。
12、根据本申请第二方面的实施方式，在基板的一侧依次制备第一限定层和第二限定层，第一限定层上设有沿厚度方向贯穿第一限定层的第一孔部，电极在基板的正投影与第一孔部在基板的正投影重叠或位于第一孔部在基板的正投影之内，第二限定层上设有与第一孔部连通的第二孔部，第一孔部在基板的正投影位于第二孔部在基板的正投影之内的步骤包括：在基板的一侧涂布负性光刻胶；提供模具，模具包括基底、第一凸起和第二凸起，第二凸起位于第一凸起背离基底的一侧；在模具上涂布负性光刻胶，负性光刻胶覆盖第一凸起和第二凸起；将模具涂布负性光刻胶的一侧朝向基板涂布负性光刻胶的一侧，使得电极在基板的正投影与第二凸起在基板的正投影重叠或位于第二凸起在基板的正投影之内；朝基板挤压模具；固化负性光刻胶并脱离模具，负性光刻胶形成第一限定层和第二限定层。
13、根据本申请第二方面的实施方式，令紫外光从第二限定层背离基板的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种孔阵列层结构，包括：
2.根据权利要求1所述的孔阵列层结构，其特征在于，所述电极在所述基板的正投影与所述第一孔部在所述基板的正投影重叠，所述电极在所述基板的正投影与所述改性区域在所述基板的正投影重叠或位于所述改性区域在所述基板的正投影之内。
3.根据权利要求1所述的孔阵列层结构，其特征在于，所述电极在所述基板的正投影位于所述第一孔部在所述基板的正投影之内；所述基板朝向所述第一限定层一侧的表面具有第一叠置区域和第一外露区域，在所述厚度方向上，所述第一叠置区域为所述基板朝向所述第一限定层一侧的表面被所述第一限定层覆盖的区域，所述第一外露区域包括所述基板朝向所述第一限定层一侧的表面被所述第一孔部暴露的区域，所述第一孔部在所述基板的正投影与所述第一外露区域在所述基板的正投影重叠；
4.根据权利要求3所述的孔阵列层结构，其特征在于，所述第一限定层上还设有从所述第一孔部的侧壁沿背离所述第一孔部的方向延伸的第一齿槽，所述第一齿槽沿所述第一孔部周向设置有多个，并且具有在所述第一孔部轮廓处与所述第一孔部相连通的开口，所述第一外露区域进一步包括所述基板朝向
5.根据权利要求4所述的孔阵列层结构，其特征在于，所述第一孔部在所述基板的正投影位于所述改性区域在所述基板的正投影之内，所述第一齿槽在所述基板的正投影与所述改性区域在所述基板的正投影至少部分交叠，所述基板朝向所述第一限定层一侧的表面被所述第一齿槽暴露的至少部分区域属于所述改性区域。
6.根据权利要求1所述的孔阵列层结构，其特征在于，所述第一限定层朝向所述第二限定层一侧的表面具有第二叠置区域和第二外露区域，在所述厚度方向上，所述第二叠置区域为被所述第二限定层覆盖的区域，所述第二外露区域包括所述第一限定层朝向所述第二限定层一侧的表面被所述第二孔部暴露的区域，所述第二孔部在所述基板的正投影与所述第二外露区域在所述基板的正投影重叠；
7.根据权利要求6所述的孔阵列层结构，其特征在于，所述第二限定层上还设有从所述第二孔部的侧壁沿背离所述第二孔部的方向延伸的第二齿槽，所述第二齿槽沿所述第二孔部周向设置有多个，并且具有在所述第二孔部轮廓处与所述第二孔部相连通的开口，所述第二外露区域进一步包括所述第一限定层朝向所述第二限定层一侧的表面被所述第二齿槽暴露的区域，所述第二孔部在所述基板的正投影、所述第二齿槽在所述基板的正投影之和与所述第二外露区域在所述基板的正投影重叠；
8.根据权利要求6所述的孔阵列层结构，其特征在于，在所述第一孔部的径向上，所述改性区域的轮廓与所述第一孔部的轮廓之间的距离小于或等于所述第二孔部的轮廓与所述第一孔部的轮廓之间的距离的1/3。
9.一种孔阵列层结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的孔阵列层结构的制备方法，其特征在于，所述在所述基板的一侧依次制备第一限定层和第二限定层，所述第一限定层上设有沿厚度方向贯穿所述第一限定层的第一孔部，所述电极在所述基板的正投影与所述第一孔部在所述基板的正投影重叠或位于所述第一孔部在所述基板的正投影之内，所述第二限定层上设有与所述第一孔部连通的第二孔部，所述第一孔部在所述基板的正投影位于所述第二孔部在所述基板的正投影之内的步骤包括：
11.根据权利要求9所述的孔阵列层结构的制备方法，其特征在于，所述在所述基板的一侧依次制备第一限定层和第二限定层，所述第一限定层上设有沿厚度方向贯穿所述第一限定层的第一孔部，所述电极在所述基板的正投影与所述第一孔部在所述基板的正投影重叠或位于所述第一孔部在所述基板的正投影之内，所述第二限定层上设有与所述第一孔部连通的第二孔部，所述第一孔部在所述基板的正投影位于所述第二孔部在所述基板的正投影之内的步骤包括：
12.根据权利要求9所述的孔阵列层结构的制备方法，其特征在于，所述令紫外光从所述第二限定层背离所述基板的一侧照射所述孔阵列层结构，使至少部分电极形成改性区域，所述改性区域呈亲水性的步骤包括：
13.根据权利要求12所述的孔阵列层结构的制备方法，其特征在于，所述令紫外光从所述第三掩膜版背离所述基板一侧穿过所述开孔后照射所述孔阵列层结构的步骤之前，还包括：
14.根据权利要求12所述的孔阵列层结构的制备方法，其特征在于，所述令紫外光从所述第三掩膜版背离所述基板一侧穿过所述开孔后照射所述孔阵列层结构的步骤之前，还包括：
15.根据权利要求14所述的孔阵列层结构的制备方...
【技术特征摘要】
1.一种孔阵列层结构，包括：
2.根据权利要求1所述的孔阵列层结构，其特征在于，所述电极在所述基板的正投影与所述第一孔部在所述基板的正投影重叠，所述电极在所述基板的正投影与所述改性区域在所述基板的正投影重叠或位于所述改性区域在所述基板的正投影之内。
3.根据权利要求1所述的孔阵列层结构，其特征在于，所述电极在所述基板的正投影位于所述第一孔部在所述基板的正投影之内；所述基板朝向所述第一限定层一侧的表面具有第一叠置区域和第一外露区域，在所述厚度方向上，所述第一叠置区域为所述基板朝向所述第一限定层一侧的表面被所述第一限定层覆盖的区域，所述第一外露区域包括所述基板朝向所述第一限定层一侧的表面被所述第一孔部暴露的区域，所述第一孔部在所述基板的正投影与所述第一外露区域在所述基板的正投影重叠；
4.根据权利要求3所述的孔阵列层结构，其特征在于，所述第一限定层上还设有从所述第一孔部的侧壁沿背离所述第一孔部的方向延伸的第一齿槽，所述第一齿槽沿所述第一孔部周向设置有多个，并且具有在所述第一孔部轮廓处与所述第一孔部相连通的开口，所述第一外露区域进一步包括所述基板朝向所述第一限定层一侧的表面被所述第一齿槽暴露的区域，所述第一孔部在所述基板的正投影、所述第一齿槽在所述基板的正投影之和与所述第一外露区域在所述基板的正投影重叠；
5.根据权利要求4所述的孔阵列层结构，其特征在于，所述第一孔部在所述基板的正投影位于所述改性区域在所述基板的正投影之内，所述第一齿槽在所述基板的正投影与所述改性区域在所述基板的正投影至少部分交叠，所述基板朝向所述第一限定层一侧的表面被所述第一齿槽暴露的至少部分区域属于所述改性区域。
6.根据权利要求1所述的孔阵列层结构，其特征在于，所述第一限定层朝向所述第二限定层一侧的表面具有第二叠置区域和第二外露区域，在所述厚度方向上，所述第二叠置区域为被所述第二限定层覆盖的区域，所述第二外露区域包括所述第一限定层朝向所述第二限定层一侧的表面被所述第二孔部暴露的区域，所述第二孔部在所述基板的正投影与所述第二外露区域在所述基板的正投影重叠；
7.根据权利要求6所述的孔阵列层结构，其特征在于，所述第二限定层上还设有从所述第二孔部的侧壁沿背离所述第二孔部的方向延伸的第二齿槽，所述第二齿槽沿所述第二孔部周向设置有多个，并且具有在所述第二孔部轮廓处与所述第二孔部相连通的开口，所述第二外露区域进一步包括所述第一限定层朝向所述第二限定层一侧的表面被所述第二齿槽暴露...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭明钊，刘利冬，张悠纳，杨振伟，
申请(专利权)人：北京齐碳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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