用于生物芯片的基板及制备该基板的方法技术

一种用于生物芯片的基板和制备该基板的方法。所述用于生物芯片的基板具有在基底上形成的纳米结构点，探针生物分子附着到所述基底，提高了基板与点间的结合效率，并提高了生物分子检测的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的一个或多个实施方式涉及，所 述基板包括纳米结构的点。
技术介绍
随着基因组计划的进展，已经从不同生物体鉴定出基因组核苷酸序列。随着关于 被鉴定核苷酸序列的信息的获得，已经开始积极研究基因表达模式和基因产物的功能。生物芯片是通过将生物材料(诸如活的生物、微生物以及动物和植物的细胞、器 官和神经的酶、肽(peptide)、蛋白、抗体和脱氧核糖核酸(DNA))结合到类似于半导体芯片 的微芯片而制备的生物测定装置。利用半导体工艺的纳米技术、生物技术以及微机电系统 (“MEMS”)技术的进展加速了生物芯片的发展。由微阵列组成的蛋白芯片和DNA芯片有可能很快商品化。DNA芯片是检测DNA的 装置。通过在基板(诸如玻璃基板或半导体基板)上的一小块区域排列包括数百到数千万 具有已知的序列和/或功能的DNA的探针DNA，制备DNA芯片。当样品的遗传材料被滴加到 附着有探针DNA的这类DNA芯片时，只有对应于探针DNA的基因(即，只有具有与探针DNA 碱基序列的互补序列的基因)与所述探针DNA结合。未与探针DNA结合的基因被冲洗掉。 因为DNA芯片上排列的探针DNA碱基序列的序列和/或功能是已知的，通过鉴定与DNA芯 片上基因结合的碱基就能很容易的获得样品的遗传信息。因此，利用DNA芯片可以很快分 析出基因的独特遗传表达、单核苷酸多态性和拷贝数变化，或细胞或组织中的突变等方面。 此外，DNA芯片还可用于分析遗传表达，或用于致病细菌感染试验，抗生素抗性试验，关于对 环境因素的生物反应的研究，食品安全检测，罪犯识别，新药开发，动植物的医学检查等等。具有附着到基板的探针生物分子的生物芯片是通过以下方式形成的在基板的目 标区域合成单链DNA或将预制的单链或双链DNA点样到基板的指定区域。但是，很难控制 附着到基板的生物分子点的密度，从而无法进行精确分析。
技术实现思路
根据本专利技术的一个或多个实施方式，用于生物芯片的基板包括基底，附着有多种 生物材料的多个点，其中所述多个点中的每一个包括多个子点(sub spots)。在一个实施方式中，多个子点中的每一个可以具有边长约lnm到约liim的形状。在另一个实施方式中，多个子点中的每一个可以具有边长约lnm到约500nm的形 状。在另一个实施方式中，子点间的距离范围可以是约lnm到约liim。在另一个实施方式中，多个子点中的每一个可以具有选自以下组的任意形状椭 圆形，多边形，海星形，齿轮形和三叶草形。根据一个或多个实施方式，多个子点中的每一个可以是亲水的，基底可以是疏水 的，或多个子点和基底都是亲水的，其中生物分子只生长于光刻图案化的子点区域。4根据一个或多个实施方式，多个子点中的每一个可以由选自氧化物、电介质材料、 聚合物、半导体材料及其任意组合中的任意一种形成。根据本专利技术的一个或多个实施方式，一种制备用于生物芯片的基板的方法，所述 方法包括将子点形成材料应用于基板以形成子点材料层；将光致抗蚀剂应用于子点材料 层并进行光刻以形成光致抗蚀剂(PR)图案；和蚀刻子点材料层的未被PR图案覆盖的部分 以形成多个子点。在一个实施方式中，子点形成材料可以是选自氧化物、电介质材料、聚合物、半导 体材料及其任意组合中的任意一种。在另一个实施方式中，光刻可以使用选自i线、KrF、ArF、F2、极紫外(EUV)光、X射 线和电子束中的任意一种。在另一个实施方式中，光刻可以使用具有多条衬线的掩模。在另一个实施方式中，光刻可以是选自无掩模光刻、纳米压印光刻、间隔物光刻和 浸没式光刻中的任意一种。在另一个实施方式中，子点材料层部分的蚀刻可以包括利用干蚀刻或湿蚀刻对子 点材料层的部分进行蚀刻；如果应当引入和子点材料之间的中间层，利用图案化和蚀 刻的中间层材料可以提供掩模的第二层，所谓的硬掩模，目的是为子点材料制备比冊图案 化更精细的结构。因此，附着到生物芯片的生物分子的均勻性和密度可以被改进，因此由检测产生 的数据的可靠性被提高。此外，利用半导体工艺可以大量生产用于生物芯片的基板，从而可 以提高经济效益。本专利技术的一个或多个实施方式不限于上面描述的实施方式，还可以包括其他实施 方式。本专利技术的这些及其他实施方式和特征根据下面的描述将更清楚，或可以通过实施所 描述的实施方式领会到，这对本领域普通技术人员来说是显而易见的。附图说明这些和/或其他方面根据下面对实施方式的描述并结合附图将变得清楚和更易理解图1是显示本专利技术的用于生物芯片的基板的示例实施方式的俯视平面示意图；图2是显示图1的基板的子点的俯视平面示意图；图3是显示图1的基板的子点示例实施方式的侧视示意图；图4显示图1的基板的子点的示例形状；图5A到5F是显示制备本专利技术的用于生物芯片的基板的方法的示例实施方式的截 面示意图；图6A是显示通过干蚀刻形成的子点示例实施方式的截面示意图；图6B是显示通过湿蚀刻形成的子点示例实施方式的截面示意图；图7是显示具有衬线的掩模的示意图。具体实施例方式现在将详细给出关于实施方式、附图所示实施例的参考。为了清楚的目的将附图中元件和层的尺寸放大。在这方面，显示的实施方式可能具有不同的形式，不应被视为限于 本文所做的描述。因此，实施方式在下面只是通过参照附图用于描述，以解释说明书的特 征。应理解当元件或层被称为位于另一元件或层“上”或与其“连接”时，所述元件或层 可以直接位于另一元件或层或直接与另一元件或层连接，或者可以存在插入元件或层。相 反，当元件或层被称为“直接位于”另一元件或层上或“直接与其连接”时，不存在插入元件 或层。相似的数目通篇都是指相似的元件。本文使用的术语“和/或”包括一种或多种相 关所列项目的任意和所有组合。应理解，尽管本文中术语第一、第二、第三等可用于描述不同的元件、组分、区域、 层和/或部分，这些元件、组分、区域、层和/或部分不应被这些术语限制。这些术语只是用 于将一个元件、组分、区域、层或部分与另一区域、层或部分区分。因此，下面讨论的第一元 件、组分、区域、层或部分可以被称为第二元件、组分、区域、层或部分而不脱离本专利技术的教导。空间相关术语，诸如“在...下面”等等，在本文中用于方便的描述附图显示的一 种元件或部件与另一元件或部件的关系。应理解空间相关术语旨在包括使用或操作中装置 的不同方向，除了附图描述的方向外。例如，如果附图中的装置被颠倒，被描述为相对于另 一元件或部件“在下面”的元件然后被定向为相对于其他元件或组件“在上面”。因此，示例 术语“在...下面”可以包括上和下两个方向。装置可以另外定向(旋转90度或在另一方 向)，本文空间相对的描述语也做相应解释。本文使用的术语仅仅是为了描述具体实施方式，不是为了限制本专利技术。本文使用 的单数形式“一”和“该”还意在包括复数形式，除非上下文清楚的另外指出。还应进一步 了解在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含，，说明所述特征、整体、步骤、操作、元 件和/或组分的存在，但不排除一种或多种其他特征、整体、步骤、操作、元件、组分和/或其 集合的存在或添加。在本文中本专利技术的实施方式参照截面图(其是本专利技术理想化实施方式(和中间结 构)的示意图)进行描述。这样的话，例如作为制备技术和/或限差结果的示意图形状的 变化可以被预期。因此，本专利技术的实施方式不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生物芯片的基板，所述基板包括：基底，形成在所述基底上的多个点，多种生物材料附着到所述点，其中所述多个点中的每一个包括多个子点。

【技术特征摘要】
KR 2008-11-5 109466/08一种用于生物芯片的基板，所述基板包括基底，形成在所述基底上的多个点，多种生物材料附着到所述点，其中所述多个点中的每一个包括多个子点。2.如权利要求1所述的生物芯片，其中所述多个子点中的每一个具有边长lnm到1y m 的形状。3.如权利要求2所述的生物芯片，其中所述多个子点中的每一个具有边长lnm到 500nm的形状。4.如权利要求1所述的生物芯片，其中所述子点之间的距离范围是lnm到lym。5.如权利要求1所述的生物芯片，其中所述多个子点中的每一个具有选自椭圆形、多 边形、海星形、齿轮形和三叶草形中的任意一种。6.如权利要求1所述的生物芯片，其中多个子点中的每一个是亲水性的，所述基底是 疏水性的。7.如权利要求1所述的生物芯片，其中所述多个子点和所述基底都是亲水性的。8.如权利要求1所述的生物芯片，其中所述多个子点中的每一个由选自氧化物、电介 质材料、聚合物、半导体材料及其任意混合物中的任意一种形成。9.一种制备用于生物芯片的基板的方法，所述方法包括 将子点形成材料施加到基底以形成子点材料层；将光致抗蚀剂施加到所述子点材料层并进行光刻以形成光致抗蚀剂图案；和 蚀刻所述子点材料层的未被所述光致抗蚀剂图案覆盖的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵成豪，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]