一种微阵列芯片及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于生物技术领域，公开了一种微阵列芯片及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的微阵列芯片，具有亲水性的反应孔及疏水性的非反应区域，反应孔的深度为20

【技术实现步骤摘要】
一种微阵列芯片及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于生物
，特别涉及一种微阵列芯片及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]亲水
‑
疏水交错的微阵列芯片被广泛应用于高通量生物分子检测、药物筛选领域，具有体积小、实验效能高等优点。虽然芯片上区域亲水、疏水的特性能够有效避免样品交叉污染、提高检验结果的可靠性，但由此大大提高了该微阵列芯片的制备难度。目前，大部分亲水
‑
疏水交错的微阵列芯片都是通过疏水化后，激光刻孔获得，存在技术成本高，刻孔后表面不光滑的缺点。而先通过光刻技术，再逐孔亲水化处理的方式虽能解决表面不光滑的缺点，但需要耗费大量的时间(反应孔的数量越多，耗费的时间越多)，且由于单孔亲水化过程的时间不一致，导致反应孔的亲水性并不一致，影响后续的检测过程。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种微阵列芯片及其制备方法和应用，本专利技术采用双重光刻及表面疏水化处理，可快速制得具有亲水性一致的反应孔及具有疏水性的非反应区域的微阵列芯片。
[0004]本专利技术的第一方面在于提供一种微阵列芯片，所述微阵列芯片具有亲水性的反应孔及疏水性的非反应区域，所述反应孔的深度为20
‑
50μm，所述非反应区域的疏水角为110
°
以上。
[0005]优选地，所述微阵列芯片具有多个亲水性一致的反应孔。
[0006]优选地，所述反应孔为圆形反应孔，所述反应孔的直径为10μm
‑
1mm。可以理解的是，本专利技术的反应孔还可以为其他形状，如椭圆形反应孔，锥形反应孔，多边形反应孔等。
[0007]优选地，所述非反应区域的疏水角为110
‑
130
°
。
[0008]本专利技术的第二方面在于提供所述微阵列芯片的制备方法，包括以下步骤：
[0009]在二氧化硅芯片的非反应区域形成第一光刻胶层；
[0010]通过湿法腐蚀工艺除去所述二氧化硅芯片中反应区域的二氧化硅，形成反应孔；反应孔的表面为二氧化硅，为亲水性；而非反应区域因第一光刻胶层的保护，不受腐蚀工艺的影响；
[0011]对所述第一光刻胶层进行去除，得到目标芯片；
[0012]在所述目标芯片的反应孔的表面形成第二光刻胶层；
[0013]对所述目标芯片的非反应区域进行疏水化处理；目标芯片的反应孔因第二光刻胶层的保护而不受疏水工艺的影响；
[0014]对所述第二光刻胶层进行去除，得到所述微阵列芯片。
[0015]作为上述方案的进一步改进，在二氧化硅芯片的非反应区域形成第一光刻胶层，具体过程包括：
[0016]在所述二氧化硅芯片的表面形成正性光刻胶层；
[0017]采用具有与反应区域相对应的透光区域的掩膜，对所述正性光刻胶层进行曝光显影，在所述二氧化硅芯片的非反应区域形成第一光刻胶层。
[0018]具体地，在二氧化硅芯片的非反应区域形成第一光刻胶层，包括以下步骤：
[0019]匀胶：将二氧化硅芯片放置于匀胶台上，打开真空吸附开关，确保芯片稳固在匀胶台，将正性光刻胶均匀涂覆在所述二氧化硅芯片的表面中央，低速旋涂5
‑
20min，将正性光刻胶铺在整个芯片的表面，设置2000
‑
5000rpm，高速旋涂5
‑
20min，使光刻胶厚度均匀，光刻胶厚度为2
‑
10μm，形成正性光刻胶层；
[0020]前烘：将具有正性光刻胶层的二氧化硅芯片放置于90
‑
100℃热板上，烘烤90
‑
100s；
[0021]曝光：将二氧化硅芯片与具有与反应区域相对应的透光区域的掩膜放入光刻机内，根据二氧化硅芯片与掩模上的标识进行定位对准，设定紫外波长为350
‑
450nm，曝光5
‑
30min；
[0022]显影：将曝光完的二氧化硅芯片浸没在显影液中，浸泡10
‑
20min，将光刻胶曝光部分溶解，显影完毕后，取出二氧化硅芯片，即可在所述二氧化硅芯片的非反应区域形成第一光刻胶层。
[0023]作为上述方案的进一步改进，通过湿法腐蚀工艺除去所述二氧化硅芯片中反应区域的二氧化硅，形成反应孔，具体过程包括：
[0024]将非反应区域形成有所述第一光刻胶层的二氧化硅芯片置于氢氟酸溶液，通过所述氢氟酸溶液除去所述二氧化硅芯片中反应区域的二氧化硅，形成反应孔。二氧化硅芯片的非反应区域因第一光刻胶层的保护而不受氢氟酸溶液影响，反应区域受氢氟酸溶液影响，从而形成反应孔。
[0025]具体地，通过湿法腐蚀工艺除去所述二氧化硅芯片中反应区域的二氧化硅，形成反应孔，包括以下步骤：
[0026]将非反应区域形成有所述第一光刻胶层的二氧化硅芯片置于质量浓度为10
‑
15％的氢氟酸溶液中，刻蚀0.5
‑
3h，取出二氧化硅芯片，用异丙醇清洗1
‑
3次，二氧化硅芯片经刻蚀后，按照掩膜的形状，去除二氧化硅芯片中反应区域的二氧化硅，形成多个深度为20
‑
50μm、规则排列的反应孔。
[0027]作为上述方案的进一步改进，在所述目标芯片的反应孔的表面形成第二光刻胶层，具体过程包括：
[0028]在所述目标芯片的表面形成正性光刻胶层；
[0029]采用具有与反应孔相对应的非透光区域的掩膜，对所述正性光刻胶层进行曝光显影，在所述目标芯片的反应孔的表面形成第二光刻胶层。
[0030]作为上述方案的进一步改进，在所述目标芯片的反应孔的表面形成第二光刻胶层，具体过程包括：
[0031]在所述目标芯片的表面形成负性光刻胶层；
[0032]采用具有与反应孔相对应的透光区域的掩膜，对所述负性光刻胶层进行曝光显影，在所述目标芯片的反应孔的表面形成第二光刻胶层。
[0033]作为上述方案的进一步改进，对所述目标芯片的非反应区域进行疏水化处理，具体过程包括：
[0034]将反应孔形成有所述第二光刻胶层的目标芯片置于疏水溶剂，通过所述疏水溶剂对所述目标芯片的非反应区域进行疏水化处理。反应孔因第二光刻胶层的保护而不受疏水溶剂的影响，保持原有的亲水性。
[0035]具体地，对所述目标芯片的非反应区域进行疏水化处理，包括以下步骤：
[0036]将疏水化试剂溶解于极性有机溶剂中，得到疏水溶剂；再加入催化剂反应、活化5
‑
6h，然后将反应孔形成有所述第二光刻胶层的目标芯片置于疏水溶剂，在室温(20
‑
27℃)下反应7
‑
8h后，取出芯片，在60
‑
80℃烘箱固化1
‑
3h，最后用异丙醇冲洗芯片。其中，所述疏水化试剂包括全氟癸基三甲氧基硅烷或全氟辛基三乙氧基硅烷；所述极性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微阵列芯片，其特征在于，所述微阵列芯片具有亲水性的反应孔及疏水性的非反应区域，所述反应孔的深度为20
‑
50μm，所述非反应区域的疏水角为110
°
以上。2.权利要求1所述的微阵列芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在二氧化硅芯片的非反应区域形成第一光刻胶层；通过湿法腐蚀工艺除去所述二氧化硅芯片中反应区域的二氧化硅，形成反应孔；对所述第一光刻胶层进行去除，得到目标芯片；在所述目标芯片的反应孔的表面形成第二光刻胶层；对所述目标芯片的非反应区域进行疏水化处理；对所述第二光刻胶层进行去除，得到所述微阵列芯片。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在二氧化硅芯片的非反应区域形成第一光刻胶层，具体过程包括：在所述二氧化硅芯片的表面形成正性光刻胶层；采用具有与反应区域相对应的透光区域的掩膜，对所述正性光刻胶层进行曝光显影，在所述二氧化硅芯片的非反应区域形成第一光刻胶层。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，通过湿法腐蚀工艺除去所述二氧化硅芯片中反应区域的二氧化硅，形成反应孔，具体过程包括：将非反应区域形成有所述第一光刻胶层的二氧化硅芯片置于氢氟酸溶液，通过所述氢氟酸溶液除去所述二氧化硅芯片中反应区域的二氧化硅，形成反应孔。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭嘉亮，汪锦才，梁健龙，赖亮，朱雪艳，陈新伟，单紫轩，曾煦欣，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：