一种生物芯片及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种生物芯片及其制作方法，属于生物芯片技术领域。本发明专利技术提供的一种生物芯片至下而上包括导向层、通道层、封装盖板和驱动单元，其中，通道层中具有多个沿第一方向延伸的纳米通道，生物芯片中还包括多个沿第二方向延伸的微米通道，其设置在通道层和/或导向层所在层，且与微米通道连通，生物分子在驱动单元的驱动下运动，通过纳米通道与微米通道将不同的生物分子相分离。本发明专利技术提供的生物芯片由于直接在通道层中形成纳米通道，无需通过基底与盖板相贴合才能形成纳米通道，因此能够保证纳米通道的结构均一性，且简化了生物芯片的制作工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种生物芯片及其制作方法
本专利技术属于生物芯片
，具体涉及一种生物芯片及其制作方法。
技术介绍
不同尺寸或带电量的生物分子在交叉电场或者交叉流体力的作用下，会具有不同的移动轨迹，基于各向异性纳米过滤阵列(AnisotropicNanofilterArray，ANA)的生物分子分离芯片(以下简称“ANA生物芯片”)是一种利用多种生物分子的移动轨迹的差别，将多种不同的生物分子同时进行分离和提纯的生物芯片。现有技术中，ANA生物芯片通常采用硅工艺制成，即在硅(Si)材料制成的基底上，使用硅尖列阵制备工艺(EBL)和曝光工艺进行高精度刻蚀，以在硅基底上形成相交错的微米凹槽和纳米凹槽，再将盖板当做纳米凹槽和微米凹槽的顶部，通过硅基底和盖板进行高精度键合，以使盖板作为微米通道和纳米通道的顶部，形成密封的微米通道和纳米通道，再利用微米通道和纳米通道对生物分子进行分离。而采用硅工艺制造ANA生物芯片存在诸多难以克服的问题，例如通过盖板和硅基底相贴合形成纳米通道，会收到贴合精度的限制从而导致纳米通道的结构不均一。并且，受限于单晶硅的硅片尺寸，难以制造大面积的ANA生物芯片。硅基底的刻蚀工艺精度要求高，工艺难度大，而受限于硅基底的刻蚀精度的要求，采用硅工艺制成的ANA生物芯片的制造方法也无法适用于可以大面积生产的玻璃基底。再者，EBL工艺的制造成本较高，导致ANA生物芯片的生产成本进一步升高。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种生物芯片，其能够将不同生物分子相分离，且能够保证用于分离不同生物分子的纳米通道的结构均一性，并且简化了生物芯片的制作工艺。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是一种基于各向异性纳米过滤阵列的生物芯片，包括：导向层；通道层，设置在所述导向层之上，其中，所述通道层中具有多个沿第一方向延伸的纳米通道；多个微米通道，其沿第二方向延伸，且与所述纳米通道连通，所述微米通道设置在所述通道层和/或所述导向层所在层；封装盖板，设置在所述通道层背离所述导向层一侧；驱动单元，所述驱动单元用于驱动生物分子运动，。本专利技术提供的生物芯片，由于设置了沿不同方向延伸且相连通的纳米通道和微米通道，因此能够通过纳米通道和微米通道将不同的生物分子相分离，并且由于直接在通道层中形成纳米通道，无需通过基底与盖板相贴合才能形成纳米通道，因此能够保证纳米通道的结构均一性，且简化了ANA生物芯片的制作工艺。优选的是，在本专利技术提供的上述生物芯片中，所述导向层与所述通道层相对的一侧具有多个沿所述第一方向延伸的第一凹槽，所述纳米通道在所述导向层上的正投影位于所述第一凹槽在所述导向层上的正投影内。优选的是，在本专利技术提供的上述生物芯片中，多个所述微米通道包括多个第二凹槽，且所述第二凹槽的深度大于所述纳米通道的通道高度，且小于所述通道层及所述导向层所在层的厚度之和。优选的是，在本专利技术提供的上述生物芯片中，还包括：平坦层，设置在所述通道层与所述封装盖板之间。优选的是，在本专利技术提供的上述生物芯片中，还包括：第一储液结构，其与所述纳米通道的第一端连通，用于储存未分离的生物分子混合溶液；多个第二储液结构，其与每个所述纳米通道的第二端一一连通，用于分别储存各个已分离的生物分子溶液。优选的是，在本专利技术提供的上述生物芯片中，所述第一储液结构与多个所述纳米通道中，位于所述生物芯片最外侧的一所述纳米通道的第一端相连。优选的是，在本专利技术提供的上述生物芯片中，第一分离电极和第二分离电极；其中，所述第一分离电极在所述通道层上的正投影与所述第一储液结构在所述通道层上的正投影至少部分重叠，所述第二分离电极在所述通道层上的正投影与多个所述第二储液结构在所述通道层上的正投影至少部分重叠。相应地，本专利技术还提供一种生物芯片的制作方法，该方法包括：制作导向层；在所述导向层之上制作通道层，包括在所述通道层中形成多个沿第一方向延伸的纳米通道；在所述通道层和/或所述导向层所在层，制作多个沿第二方向延伸的微米通道，使所述微米通道与所述纳米通道连通；在所述通道层背离所述导向层一侧制作封装盖板；制作驱动单元，其用于驱动生物分子运动。优选的是，在本专利技术提供的上述生物芯片的制作方法中，在所述导向层之上制作通道层，包括在所述通道层中形成多个沿第一方向延伸的纳米通道，具体包括：通过薄膜沉积工艺在所述导向层之上形成所述通道层，且在所述通道层中形成多个沿第一方向延伸的所述纳米通道。优选的是，在本专利技术提供的上述生物芯片的制作方法中，所述制作导向层，具体包括：制作一层所述导向层；在所述导向层与所述通道层相对的一侧制作多个沿所述第一方向延伸的第一凹槽；所述在所述导向层之上制作通道层，包括在所述通道层中形成多个沿第一方向延伸的纳米通道，具体包括：通过薄膜沉积工艺在所述导向层之上形成通道层，且在形成所述通道层的过程中，利用通道层的材料在所述第一凹槽的凸起处与凹陷处具有不同的沉积速率，在所述通道层中对应所述第一凹槽的位置形成与所述第一凹槽一一对应的空腔，所述空腔为纳米通道。优选的是，在本专利技术提供的上述生物芯片的制作方法中，在所述导向层与所述通道层相对的一面制作多个沿所述第一方向延伸的第一凹槽，具体包括：通过刻蚀工艺、电子束光刻工艺、纳米压印工艺、热腐蚀工艺中的任一种或任意组合，在所述导向层与所述通道层相对的一侧制作多个沿所述第一方向延伸的所述第一凹槽。优选的是，在本专利技术提供的上述生物芯片的制作方法中，在所述通道层和/或所述导向层所在层，制作多个沿第二方向延伸的微米通道，使所述微米通道与所述纳米通道连通，具体包括：在所述通道层和/或所述导向层所在层，采用与所述微米通道的图形相对应的掩膜版，通过刻蚀工艺在所述通道层和/或所述导向层所在层，制作多个沿第二方向延伸、且与所述纳米通道相连通的第二凹槽，以形成微米通道。优选的是，在本专利技术提供的上述生物芯片的制作方法中，该方法还包括：在所述通道层之上制作平坦层。优选的是，在本专利技术提供的上述生物芯片的制作方法中，所述导向层的材料包括玻璃材料。附图说明图1为本专利技术提供的生物芯片的一种实施例的结构示意图(俯视图)；图2为本专利技术提供的生物芯片的一种实施例的结构示意图(A-B方向截面图)；图3为本专利技术提供的生物芯片的一种实施例的结构示意图(C-D方向截面图)；图4为本专利技术提供的生物芯片的一种实施例的结构示意图(E-F方向截面图)；图5为本专利技术提供的生物芯片中导向层的一种实施例的结构示意图(侧视图)；图6为本专利技术提供的生物芯片中导向层的一种实施例的结构示意图(俯视图)；图7为本专利技术提供的生物芯片中导向层的另一种实施例的结构示意图(侧视图)；图8为本专利技术提供的生物芯片的一种实施例的局部结构示意图(图3的局部示意图)；图9本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物芯片，其特征在于，包括：/n导向层；/n通道层，设置在所述导向层之上，其中，所述通道层中具有多个沿第一方向延伸的纳米通道；/n多个微米通道，其沿第二方向延伸，且与所述纳米通道连通，所述微米通道设置在所述通道层和/或所述导向层所在层；/n封装盖板，设置在所述通道层背离所述导向层一侧；/n驱动单元，所述驱动单元用于驱动生物分子运动。/n

【技术特征摘要】
1.一种生物芯片，其特征在于，包括：
导向层；
通道层，设置在所述导向层之上，其中，所述通道层中具有多个沿第一方向延伸的纳米通道；
多个微米通道，其沿第二方向延伸，且与所述纳米通道连通，所述微米通道设置在所述通道层和/或所述导向层所在层；
封装盖板，设置在所述通道层背离所述导向层一侧；
驱动单元，所述驱动单元用于驱动生物分子运动。


2.根据权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述导向层与所述通道层相对的一侧具有多个沿所述第一方向延伸的第一凹槽，所述纳米通道在所述导向层上的正投影位于所述第一凹槽在所述导向层上的正投影内。


3.根据权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，多个所述微米通道包括多个第二凹槽，所述第二凹槽的深度大于所述纳米通道的通道高度，且小于所述通道层及所述导向层所在层的厚度之和。


4.根据权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，还包括：平坦层，设置在所述通道层与所述封装盖板之间。


5.根据权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，还包括：
第一储液结构，其与所述纳米通道的第一端连通，用于储存未分离的生物分子混合溶液；
多个第二储液结构，其与每个所述纳米通道的第二端一一连通，用于分别储存各个已分离的生物分子溶液。


6.根据权利要求5所述的生物芯片，其特征在于，所述第一储液结构与多个所述纳米通道中，位于所述生物芯片最外侧的一所述纳米通道的第一端相连。


7.根据权利要求5所述的生物芯片，其特征在于，所述驱动单元包括第一分离电极和第二分离电极；其中，
所述第一分离电极在所述通道层上的正投影与所述第一储液结构在所述通道层上的正投影至少部分重叠，所述第二分离电极在所述通道层上的正投影与多个所述第二储液结构在所述通道层上的正投影至少部分重叠。


8.一种生物芯片的制作方法，其特征在于，该方法包括：
制作导向层；
在所述导向层之上制作通道层，包括在所述通道层中形成多个沿第一方向延伸的纳米通道；
在所述通道层和/或所述导向层所在层，制作多个沿第二方向延伸...

【专利技术属性】
技术研发人员：马啸尘，宁策，袁广才，谷新，李正亮，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11