用于制造用于证实分析物的装置的方法以及装置及其应用制造方法及图纸

公开了一种用于制造用于证实分析物的装置的方法，该方法具有下列步骤：a）在绝缘衬底上布置具有电极功能的第一导体线路，b）在所述导体线路上布置第一钝化层，c）将所述钝化层限于局部地打开，使得导体线路限于局部地被露出，d）在开口中将牺牲层布置在所述导体线路上，e）在牺牲层上布置电极，f）将第二导体线路与第一导体线路正交地布置，其中第二导体线路接触电极，g）将第二钝化层布置在所述电极上以及第二导体线路上，h）将第二钝化层和电极打开，使得牺牲层被露出，i）除去牺牲层。同样公开了一种相应构造的装置及其应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】公开了一种用于制造用于证实分析物的装置的方法，该方法具有下列步骤：a）在绝缘衬底上布置具有电极功能的第一导体线路，b）在所述导体线路上布置第一钝化层，c）将所述钝化层限于局部地打开，使得导体线路限于局部地被露出，d）在开口中将牺牲层布置在所述导体线路上，e）在牺牲层上布置电极，f）将第二导体线路与第一导体线路正交地布置，其中第二导体线路接触电极，g）将第二钝化层布置在所述电极上以及第二导体线路上，h）将第二钝化层和电极打开，使得牺牲层被露出，i）除去牺牲层。同样公开了一种相应构造的装置及其应用。【专利说明】用于制造用于证实分析物的装置的方法以及装置及其应用
本专利技术涉及一种用于制造用于证实分析物的装置的方法、以及这样的用于证实分析物的装置及其应用。
技术介绍
大量的材料都能够以电化学方式被检测。在此，借助于参考电极将包含一种或多种要测量的材料的溶液置于所定义的电势。另外，在最简单的情况下，添加另一电极，在该另一电极处可以进行检测。如果该电极处于适于使分析物氧化或还原的电势，则在该电极处发生反应。在此，分析物在电极表面处被氧化或还原，并且因此生成电流，该电流可以在电极处被测量。该电流与经转化的分子的数目成比例，并且允许精确地推断出探头中的分子的浓度。对此的已知示例是葡萄糖-氧化酶测试，该测试用于临床血糖确定。在该测试中，生物反应器中的葡萄糖借助于酶、即葡萄糖-氧化酶被催化成葡萄糖内酯和过氧化氢。过氧化氢浓度能够以电化学方式来测量。因为该浓度与葡萄糖的浓度成比例，因此可以精确地确定葡萄糖分量。尽管该方法成功地应用在大量测试中，但是其仍展示出几个将更广应用领域中的应用排除在外的方法缺点。一方面，电极电流以及由此传感器的灵敏度始终受到分析物到电极的质量传输的限制。在测量期间，分析物的已经在电极表面处发生反应的分子扩散式地被用探头的本地分子代替。由于该过程一般比电极反应进行得显著更长，因此该过程限制了电极处的电流以及由此还限制了传感器的灵敏度。另一方面，传感器仅能被小型化到一定程度。电极表面越小，则有越少的分子能够在其上发生反应。因此，该方法仅能有限地在芯片上实验室中采用。此外，该传感器在芯片上的封装密度是有限的，因为每个传感器都必须通过自己的导体线路被接触。这些问题部分地通过分析物的相互还原和氧化一在下面也简称氧化还原循环法——来解决。在该方案中，向上述测量构造添加第二电极，该第二电极位于紧邻第一电极之处。在测量期间，将一个电极置于氧化电势，并且将另一电极置于还原电势。这样，各个分子重复地在电极处发生反应，并且生成电极之间的持续的电流，该电流表现为与分析物的浓度成比例。该电流不再受到本地分析物到电极的质量传输的限制，而是仅受分析物在电极之间的扩散速度的限制。通过这种方式，可以在纳米范围内的小的电极间隔的情况下实现将灵敏度提高多个数量级。该方法和该传感器已经在Wolfrum等人的文献中描述(B.ffolfrum> M.Zevenbergen 和 S.Lemay “Nanofluidic Redox Cycling Amplificationfor the Selective Detection of Catechol，，,Analytical Chemistry,第80卷,Nr.4,第972 - 977页，2008年2月)。此外，氧化还原循环传感器展示出较高的灵敏度，因为不是所有可以电化学方式检测的分子都能够参与重复的氧化还原反应。但是适用于该检测方法的例如有大量的神经传递素，例如多巴胺、肾上腺素或血清素。从IGtelh0n等人的文献中已知一种用于通过氧化还原循环证实分析物的装置的帝[J造方法(E.KateIhon, B.Hofmann, S.G.Lemay, M.A.G.Zevenbergen, A.0ffenhauser和 B.Wolfrum, (2010).Nanocavity Redox Cycling Sensors for the Detection ofDopamine Fluctuations in Microfluidic Gradients.Analytic Chemistry, 82,8502-8509)。在SiO2衬底上，布置由相叠地沉积的钛、钼和铬制成的电极，然后施加厚的铬牺牲层并且在其上布置由相叠地沉积的铬、钼和钛制成的第二电极。第二电极被打开，使得该厚的铬牺牲层对于蚀刻剂来说是可达到的。所提到的钛层和铬层用于将电极粘附到衬底或钝化部上。在除去牺牲层以后，由两个在腔中相叠地布置的电极实现氧化还原所需的设计。所述电极分别配备有导体线路和接触面，并且被定向为彼此平行。高达29个腔以这样的方式布置在生物芯片中并且接通参考电极。用于证实的方法规定:通过由PDMS制成的微流化通道将分析物引向底部电极和顶部电极，并且在向测试电极施加电压以后通过电压改变来证实所述分析物。该方法可以用于制造具有多个传感器的传感器阵列。以该方法制造的传感机构的缺点是在最大可实现的空间分辨率方面受限。在空间上高度分辨的对分析物的电化学检测是不可能的，因为需要大量的测量设备。在并行数据获取的情况下，由两个电极构成的每个传感器必须利用单独的测量设备来读取。这在高像素数目的情况下显著提高了成本并且增加了测量装置的构造的困难。而在串行数据获取的情况下虽然需要更少的测量设备，但是每个传感器都必须单独地与合适的开关连接，使得同样需要高成本的读取装置。另一缺点在于传感器在芯片上的封装密度，封装密度确定了传感器的空间分辨率。利用所述用于氧化还原循环的装置，由于导体线路的数目而不可能提高位置分辨率。由于每个传感器都需要两个导体线路，因此可以在大传感器矩阵的情况下仅仅实现低的位置分辨率。因此，较高的分辨率仅能在明显降低的像素数目的情况下实现。从Lin等人的文献中已知，以棋盘图案方式布置由每两个电极制成的电极结构。但是根据在那里描述的方法以棋盘方式来构造来自Wolfrum等人和KjitelhSn等人的装置的尝试进行得没有成功希望。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务是提供一种用于制造装置的方法，利用该方法能够位置分辨地和高灵敏度地证实分析物。此外，本专利技术的任务是提供一种对应地构造的装置，利用该装置使得能够位置分辨地和高灵敏度地证实分析物。本专利技术的另一任务是说明一种该装置的有利的应用目的。该任务根据按照权利要求1所述的方法以及根据两个并列独立权利要求所述的装置以及装置的应用来解决。对此的有利扩展方案分别从回引它们的权利要求中得出。用于制造用于证实分析物的装置的方法具有下列步骤: a)在绝缘衬底上，布置具有电极功能的第一导体线路。所述导体线路相应地以线形布置在衬底上。所述导体线路有利地由诸如金、钼等材料制成。当然，可以同时布置大量的第一导体线路。在本专利技术的一个有利的扩展方案中，第一导体线路和可能布置在其下和其上的用于将第一导体线路固定到衬底上和钝化部上的粘附层由如下材料制成:所述材料在除去稍后布置的牺牲层时不被除去。如果牺牲层通过蚀刻被除去，则第一导体线路由与牺牲层相比不可蚀刻的材料制成。b)在所述导体线路上布置薄的第一钝化层，也就是说，所述导体线路被钝化。所述导体线路实际上不再具有可自由到达的表面，而是完本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·克特尔亨，M·班策特，B·霍夫曼，D·迈耶，A·奥芬霍伊泽，B·沃尔夫鲁姆，
申请(专利权)人：于利奇研究中心有限公司，
类型：
国别省市：