一种用于生物样品质谱检测的图案化基底及其制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及生化分析技术领域，具体涉及一种用于生物样品质谱检测的图案化基底及其制备工艺，通过现有技术中的制备工艺，可以看出要想实现疏水

【技术实现步骤摘要】
(Anal.Chem.2012,84,2118
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2123；专利号：CN102519779 A)提供了通过原位分子自主装和滴涂的方式，在基底表面上构筑疏水
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亲水
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疏水环形的图案化，利用基底表面修饰的分子与生物样品中不同分子之间的相互作用，成功地将盐等污染物和分析物转移至图案化的不同区域，从而实现生物样品一步在线免水洗除盐和富集。随后，中国授权专利“一种用于生物样品进行一步富集和除盐的MALDI钢靶及其制备方法“(J.Am.Soc.Mass Spectrom.2017,28,3,428
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433；专利号：CN105572270A)对上述的制备方法进行了优化和改进。然而，这两种方法都存在同样的问题：1、通过手动的方式滴涂聚合物，很难把握滴加聚合物的均匀性，不利于大批量的芯片制备；2、如果要进行自动化操作，需要增加额外的点样的设备，这会增加生产成本。

技术实现思路

[0007]本申请中为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于生物样品质谱检测的图案化基底及其制备工艺。
[0008]本专利技术提供了如下的技术方案：一种用于生物样品质谱检测的图案化基底的制备工艺，包括如下步骤：
[0009]S1.选取基底，将基底依次放入到丙酮、氯仿、乙醇、超纯水中分别超声清洗，取出基底干燥，将干燥的基底进行蚀刻，得到中间突柱且突柱上设有环形孔洞的阵列化图案，随后用超纯水冲洗，氮气吹干；
[0010]S2.在步骤S1得到的基底上倾倒上PDMS，待PDMS流平整个基底后，使PDMS发生固化，将固化后的PDMS撕下来，即可在PDMS上获得与基底结构完全互补的结构；
[0011]S3.选取另一块基底，先后放入丙酮、氯仿、乙醇、超纯水中分别超声清洗，取出基底干燥，再将基底表面进行亲水化处理；
[0012]S4.将步骤S2得到的PDMS蘸取疏水性材料分散液；
[0013]S5.将步骤S4得到的PDMS压印在步骤S2得到的基底上，随后移除PDMS，即可在基底上留下疏水
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亲水
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疏水图案。
[0014]优选的，在步骤S1中，所述中间突柱的直径为100～800μm；所述环形孔洞的宽度为100～800μm，其深度为50μm～200μm。
[0015]优选的，在步骤S2中，将基底置于烘箱中80～150℃的条件下烘2～4h进行固化，控制PDMS的厚度在50μm～200μm。
[0016]优选的，在步骤S3中，所述亲水化处理方式为O2‑
Plasma或在质量比为3:1的浓H2SO4和H2O2混合溶液中80～100℃加热10～30min。
[0017]优选的，在步骤S4中，疏水性材料包括疏水聚合物、疏水硅烷偶联剂、疏水纳米粒子或疏水性硫醇试剂，蘸取的时间为10s～10min。
[0018]优选的，在步骤S5中，压印时间为10s～30min。
[0019]基于上述的制备工艺制备出的图案化基底，包括基底，所述基底表面上附着有内侧疏水区域、亲水裸基底区域以及外侧疏水区域，若干内侧疏水区域阵列在所述基底表面上，每个所述内侧疏水区域的外侧设有环形所述亲水裸基底区域，所述基底表面上所述亲水裸基底区域的外侧为所述外侧疏水区域。
[0020]优选的，所述基底的材料包括单晶硅、不锈钢片、石英或玻璃片。
[0021]一种上述制备工艺制备出的图案化基底用于生物样品质谱检测，包括如下步骤：
[0022]F1.将含盐的0.5～5μL多肽、蛋白或核酸溶液滴加在步骤S5获得的基底表面，在室温下自然干燥，大部分盐和分析物会被分别沉积在基底表面的亲水裸基底区域和内侧疏水区域；
[0023]F2.将0.5～5μL基质溶液滴加在步骤F1获得的基底表面，室温下自然干燥，小部分盐会被进一步排到基底中间的亲水裸基底区域，分析物和基质的共结晶则会分布在里面的疏水材料区域；
[0024]F3.将步骤F2获得的基底直接放进MALDI
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TOF MS仪器中进行分析和检测。
[0025]本专利技术涉及一种用于生物样品质谱检测的图案化基底及其制备工艺，其有益效果在于：
[0026]1.简化工艺流程，实现大批量生产：
[0027]通过现有技术中的制备工艺，可以看出要想实现疏水
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亲水
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疏水的图案化基底，需要经历点覆牺牲层，制备疏水涂层，以及控制疏水聚合物溶液体积，点覆更小疏水层，遗留下中间环状亲水区域的过程。但是通过本申请的方法，在制备得PDMS模板后，只需要将PDMS蘸取疏水性材料，压印于亲水的基底表上，即可完成疏水
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亲水
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疏水图案化基底的制备，缩短了制备过程的步骤、节约了制备时间，能很好的控制聚合物在基地表面的均一性，极大限度地消除批件重复性的误差，适合大批量的生产。
[0028]2.模板可重复使用，降低生产成本：
[0029]在此专利技术专利中涉及硅基微纳结构模板和PDMS模板的制备过程，其中制备完成的硅基微纳结构模板可以被用于反复的翻印PDMS模板，而翻印好的PDMS模板，可以被反复用于同一种的疏水性材料的压印，若需要更换疏水性材料，只需要重新用硅基微纳结构翻印PDMS模板即可，因此一次制备完成的模板，可以被重复的利用，能够降低大批量的生产的设备投入成本，如：自动点样仪的投入。
附图说明
[0030]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0031]图1是疏水
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亲水
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疏水图案化阵列芯片的制备工艺；
[0032]图2是生物样品在图案化阵列芯片表面纯化后的EDX能谱图；
具体实施方式
[0033]以下结合实施例和附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分理解本专利技术的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本专利技术中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本专利技术各组成部分的相互位置关系来说的。
[0034]实施例1
[0035]将单晶硅【n type,(100)】先后放入丙酮、氯仿、乙醇、超纯水中分别超声清洗，用
高纯氮吹干。将获得的基底进行刻蚀，刻蚀时间为15min，随后将基底进行清洗，氮气吹干，即可在基底上制备出中间为突柱，直径为500μm，且突柱上设有环形孔洞，孔洞的宽度和深度分别为500μm和150μm的阵列化图案。在获得的基底上倾倒上PDMS，待PDMS流平整个基底后，将其置于烘箱中，80℃的条件下烘4h进行固化，控制PDMS的厚度在150μm。随后将已固化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于生物样品质谱检测的图案化基底的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：S1.选取基底，将基底依次放入到丙酮、氯仿、乙醇、超纯水中超声清洗，再取出基底干燥，将干燥的基底进行蚀刻，得到中间突柱呈阵列化设置的基底，且突柱上设有环形孔洞，随后用超纯水冲洗，氮气吹干；S2.在步骤S1得到的基底上倾倒上PDMS，待PDMS流平整个基底后，使PDMS发生固化，将固化后的PDMS撕下来，即可在PDMS上获得与基底结构完全互补的结构；S3.选取另一块基底，先后放入丙酮、氯仿、乙醇、超纯水中超声清洗，取出基底干燥，再将基底表面进行亲水化处理；S4.将步骤S2得到的PDMS蘸取疏水性材料分散液；S5.将步骤S4得到的PDMS压印在步骤S2得到的基底上，随后移除PDMS，即可在基底上留下疏水
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疏水图案。2.根据权利要求1所述的用于生物样品质谱检测的图案化基底的制备工艺，其特征在于，在步骤S1中，所述中间突柱的直径为100～800μm；所述环形孔洞的宽度直径为100～800μm，其深度为50μm～200μm。3.根据权利要求1所述的用于生物样品质谱检测的图案化基底的制备工艺，其特征在于，在步骤S2中，将基底置于烘箱中80～150℃的条件下烘2～4h进行固化，控制PDMS的厚度在50μm～200μm。4.根据权利要求1所述的用于生物样品质谱检测的图案化基底的制备工艺，其特征在于，在步骤S3中，所述亲水化处理方式为O2‑
Plasma或在质量比为3:1的浓H2S...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾周芳，王燕东，
申请(专利权)人：中科新芯纳米技术常州有限公司，
类型：发明
国别省市：