一种半接触式点样仪及微悬臂梁传感芯片的制备方法技术

本申请实施例所公开的一种半接触式点样仪及微悬臂梁传感芯片的制备方法，通过注射泵控制毛细管针中样品液的液面形成凸出的液面，并通过控制移动平台，使得凸出的样本液与待点样微悬臂梁传感芯片接触，在张力作用下，待点样微悬臂梁传感芯片上形成样品液液滴，可以防止样品液飞溅造成器件失效和样品浪费。并且通过使用注射泵提供泵入/推出样品液的压力，无需将样品液挤出针尖，适用于粘稠的样品液。此外，该点样仪整体结构简单，成本低廉。

【技术实现步骤摘要】
一种半接触式点样仪及微悬臂梁传感芯片的制备方法
本专利技术涉及传感芯片的制备领域，尤其涉及一种半接触式点样仪及微悬臂梁传感芯片的制备方法。
技术介绍
微悬臂梁是利用微机电系统(MEMS，MicroElectroMechanicalSystem)工艺制备的板条状机械结构，该结构的一端悬空，另一端固定，常被用作生化传感器。在微悬臂梁被用作生化传感器时有两种不同的工作模式，一种是静态工作模式，即应力工作模式，另一种是动态工作模式，即谐振工作模式。不管处于哪种工作模式，都需要通过点样将敏感材料上载至微悬臂梁悬空端的敏感区域。由于微悬臂梁敏感区域的面积非常微小，典型值为100微米×100微米，因此必须借助点样仪来实现敏感材料的上载。传统的点样仪一般采用非接触式喷射点样方法，利用压电喷头控制敏感材料喷射量。其中，压电喷头的工作原理是在硅片上刻蚀出腔体和细小的喷嘴，并在腔体的背面贴上压电陶瓷，工作时对压电陶瓷施加电压，压电陶瓷产生形变并带动硅片产生弯曲和凹凸形变，以使得腔体的体积迅速发生变化，进而喷射出液体微滴。然而，该种点样方法存在如下弊端：(1)由于液体表面张力作用，该种方式喷射出来的液滴往往体积较大，容易造成敏感材料的浪费；(2)在压电喷头接触到器件表面时往往会发生飞溅，使得敏感材料粘附到微悬臂梁的非敏感区域，进而会造成器件的失效；(3)对样品的要求较高，对粘稠的液体或者颗粒物悬浊液都难以实现顺利喷射；(4)点样仪价格高昂，增加了制造成本。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种半接触式点样仪及微悬臂梁传感芯片的制备方法，可以防止样品液飞溅造成的器件失效和样品浪费，并且无需将样品液挤出针尖，适用于粘稠的样品液。本申请实施例提供了一种半接触式点样仪，该点样仪包括：移动平台和设置在移动平台上的注射系统；注射系统包括注射泵、连接管、持针器、夹持器和毛细管针；连接管的一端与注射泵连接，连接管的另一端与持针器连接，夹持器与持针器的外壁连接，毛细管针安装在持针器的端部；注射泵用于提供泵入/推出样品液的压力，毛细管针具有注射切面，注射切面与毛细管针的轴向平面的夹角小于90度，夹持器用于调整毛细管针的注射切面相对于待点样微悬臂梁传感芯片的倾斜角度；移动平台用于承载待点样微悬臂梁传感芯片，以及调整待点样微悬臂梁传感芯片与毛细管针间的相对位置。进一步地，毛细管针包括：容置腔，容置腔用于容置样品液；设置在容置腔的端部的针头，针头具有注射切面；针头用于在注射泵提供的泵入样品液的压力作用下，通过注射切面吸取样品液至容置腔内，以及在注射泵提供的推出样品液的压力作用下，通过注射切面注射样品液至待点样微悬臂梁传感芯片上。进一步地，毛细管针的注射切面与待点样微悬臂梁传感芯片的倾斜角度在区间[5°,75°]内。进一步地，针头的内壁直径在区间[10μm,100μm]内。进一步地，移动平台包括底座、左移动平台、载物台和升降旋转组件；左移动平台设置在底座上；载物台和升降旋转组件均设置在左移动平台上；升降旋转组件与夹持器连接；载物台用于承载待点样微悬臂梁传感芯片；升降旋转组件用于调整待点样微悬臂梁传感芯片与毛细管针间的相对位置，以及毛细管针的注射切面相对于待点样微悬臂梁传感芯片的倾斜角度。进一步地，升降旋转组件包括移动升降台和旋转台；移动升降台用于调整待点样微悬臂梁传感芯片与毛细管针间的相对位置；旋转台用于调整毛细管针的注射切面相对于待点样微悬臂梁传感芯片的倾斜角度。进一步地，移动升降台上设有第一旋转杆、第二旋转杆和第三旋转杆；第一旋转杆用于控制移动升降台沿第一方向平移；第二旋转杆用于控制移动升降台沿第二方向平移；第三旋转杆用于控制移动升降台沿第三方向平移；第一方向、第二方向和第三方向两两垂直。进一步地，该点样仪还包括显微观测系统；显微观测系统包括显微镜头、调焦旋钮和显示屏；调焦旋钮与显微镜头连接；显示屏与显微镜头连接；调焦旋钮用于调节显微镜头与待点样微悬臂梁传感芯片间的焦距；显示屏用于显示毛细管针、样品液和待点样微悬臂梁传感芯片。进一步地，左移动平台用于将待点样微悬臂梁传感芯片移动至显微镜头下，以使毛细管针、样品液和待点样微悬臂梁传感芯片显示在显示屏上。相应地，本申请实施例还提供了一种微悬臂梁传感芯片的制备方法，该制备方法基于半接触式点样仪实现，包括：将毛细管针安装在持针器的端部；在注射泵提供的泵入样品液的压力作用下，通过毛细管针上针头的注射切面吸取样品液至毛细管针的容置腔内；将待点样微悬臂梁传感芯片放置于移动平台的载物台上，以及控制移动平台的移动升降台移动，将待点样微悬臂梁传感芯片移动至显微观测系统的显微镜头下；调节移动平台的移动升降台和显微观测系统的调焦旋钮，调整待点样微悬臂梁传感芯片与毛细管针间的相对位置，以使待点样微悬臂梁传感芯片显示在显微观测系统的显示屏上；控制移动平台的旋转台，进而带动毛细管针离开待点样微悬臂梁传感芯片，将毛细管针的注射切面与待点样微悬臂梁传感芯片的倾斜角度调整在区间[5°,75°]内；在注射泵提供的推出样品液的压力作用下，通过毛细管针上针头的注射切面注射样品液，样品液相对于注射切面凸出；控制移动平台的左移动平台，使得凸出的样本液与待点样微悬臂梁传感芯片接触，在张力作用下，待点样微悬臂梁传感芯片上形成样品液液滴；驱动移动平台的旋转台，带动毛细管针离开待点样微悬臂梁传感芯片，使得样品液液滴与毛细管针的注射切面断开；待待点样微悬臂梁传感芯片上的样品液液滴中的溶质挥发后，重复步骤：控制移动平台的左移动平台，使得凸出的样本液与待点样微悬臂梁传感芯片接触，在张力作用下，待点样微悬臂梁传感芯片上形成样品液液滴，直至待点样微悬臂梁上的样品液液滴在预设样品液液滴数量区间内，得到点样后的微悬臂梁传感芯片。本申请实施例具有如下有益效果：本申请实施例所公开的一种半接触式点样仪及微悬臂梁传感芯片的制备方法，通过注射泵控制毛细管针中样品液的液面形成凸出的液面，并通过控制移动平台，使得凸出的样本液与待点样微悬臂梁传感芯片接触，在张力作用下，待点样微悬臂梁传感芯片上形成样品液液滴，可以防止样品液飞溅造成的器件失效和样品浪费。并且通过使用注射泵提供泵入/推出样品液的压力，无需将样品液挤出针尖，适用于粘稠的样品液。此外，该点样仪整体结构简单，成本低廉。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。图1是本申请实施例所提供的一种点样仪的结构示意图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半接触式点样仪，其特征在于，包括：移动平台(2)和设置在所述移动平台上的注射系统(1)；/n所述注射系统(1)包括注射泵(11)、连接管(12)、持针器(13)、夹持器(14)和毛细管针(15)；/n所述连接管(12)的一端与所述注射泵(11)连接，所述连接管(12)的另一端与所述持针器(13)连接，所述夹持器(14)与所述持针器(13)的外壁连接，所述毛细管针(15)安装在所述持针器(13)的端部；/n所述注射泵(11)用于提供泵入/推出样品液的压力，所述毛细管针(15)具有注射切面，所述注射切面与所述毛细管针(15)的轴向平面的夹角小于90度，所述夹持器(14)用于调整所述毛细管针(15)的所述注射切面相对于待点样微悬臂梁传感芯片(4)的倾斜角度；/n所述移动平台(2)用于承载所述待点样微悬臂梁传感芯片(4)，以及调整所述待点样微悬臂梁传感芯片(4)与所述毛细管针(15)间的相对位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种半接触式点样仪，其特征在于，包括：移动平台(2)和设置在所述移动平台上的注射系统(1)；
所述注射系统(1)包括注射泵(11)、连接管(12)、持针器(13)、夹持器(14)和毛细管针(15)；
所述连接管(12)的一端与所述注射泵(11)连接，所述连接管(12)的另一端与所述持针器(13)连接，所述夹持器(14)与所述持针器(13)的外壁连接，所述毛细管针(15)安装在所述持针器(13)的端部；
所述注射泵(11)用于提供泵入/推出样品液的压力，所述毛细管针(15)具有注射切面，所述注射切面与所述毛细管针(15)的轴向平面的夹角小于90度，所述夹持器(14)用于调整所述毛细管针(15)的所述注射切面相对于待点样微悬臂梁传感芯片(4)的倾斜角度；
所述移动平台(2)用于承载所述待点样微悬臂梁传感芯片(4)，以及调整所述待点样微悬臂梁传感芯片(4)与所述毛细管针(15)间的相对位置。


2.根据权利要求1所述的点样仪，其特征在于，所述毛细管针(15)包括：
容置腔，所述容置腔用于容置样品液；
设置在所述容置腔的端部的针头，所述针头具有所述注射切面；
所述针头用于在所述注射泵(11)提供的泵入样品液的压力作用下，通过所述注射切面吸取所述样品液至所述容置腔内，以及在所述注射泵提供的推出样品液的压力作用下，通过所述注射切面注射所述样品液至所述待点样微悬臂梁传感芯片(4)上。


3.根据权利要求1所述的点样仪，其特征在于，所述毛细管针(15)的所述注射切面与所述待点样微悬臂梁传感芯片(4)的倾斜角度在区间[5°,75°]内。


4.根据权利要求2所述点样仪，其特征在于，所述针头的内壁直径在区间[10μm,500μm]内。


5.根据权利要求1所述的点样仪，其特征在于，所述移动平台(2)包括底座(21)、左移动平台(22)、载物台(23)和升降旋转组件(24)；
所述左移动平台(22)设置在所述底座(21)上；
所述载物台(23)和所述升降旋转组件(24)均设置在所述左移动平台(22)上；
所述升降旋转组件(24)与所述夹持器(14)连接；
所述载物台(23)用于承载所述待点样微悬臂梁传感芯片(4)；
所述升降旋转组件(24)用于调整所述待点样微悬臂梁传感芯片(4)与所述毛细管针(15)间的相对位置，以及所述毛细管针(15)的所述注射切面相对于所述待点样微悬臂梁传感芯片(4)的倾斜角度。


6.根据权利要求5所述的点样仪，其特征在于，所述升降旋转组件(24)包括移动升降台(241)和旋转台(242)；
所述移动升降台(241)用于调整所述待点样微悬臂梁传感芯片(4)与所述毛细管针(15)间的相对位置；
所述旋转台(242)用于调整所述毛细管针(15)的所述注射切面相对于所述待点样微悬臂梁传感芯片(4)的倾斜角度。


7.根据权利要求6所述的点样仪，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：于海涛，
申请(专利权)人：上海迈振电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31