專利名稱：多孔陽極氧化鋁生物芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物芯片研究領(lǐng)域，特別涉及一種多孔陽極氧化鋁生物芯片及其制作方法。
背景技術(shù)：
生物芯片這一概念于二十世紀(jì)八十年代初被提出，泛指一切采用生物技術(shù)制備或應(yīng)用于生物技術(shù)的微處理器。生物芯片實現(xiàn)了對化合物、細(xì)胞、蛋白質(zhì)、DNA以及其他生物組分的準(zhǔn)確、快速、廉價、大信息量的檢測，為高通量生物檢測提供了載體平臺。生物芯片涉及各種相關(guān)技術(shù)的整合集成，制作工藝復(fù)雜，同時，受到國際專利和知識產(chǎn)權(quán)的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種多孔陽極氧化鋁生物芯片及其制作方法，其具有操作簡便、可靠性高、低成本等特點，并適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的需要。本發(fā)明提供一種多孔陽極氧化鋁生物芯片的制作方法，包括如下步驟步驟1 取一襯底，清洗，去除有機(jī)和無機(jī)雜質(zhì)；步驟2 前烘，對襯底進(jìn)行真空干燥；步驟3 在經(jīng)過真空干燥的襯底表面蒸鍍鋁膜；步驟4 將表面鍍有鋁膜的襯底放入電解液中，進(jìn)行第一次陽極氧化；步驟5 將第一次陽極氧化的襯底用磷酸和鉻酸混合液浸泡，去除第一次陽極氧化產(chǎn)生的氧化鋁膜，在鋁膜的表面形成活性點；步驟6 對該鋁膜進(jìn)行第二次陽極氧化及擴(kuò)孔處理，在鋁膜的表面活性點處形成穿孔，得到多孔陽極氧化鋁陣列芯片；步驟7 用等離子體處理該芯片表面；步驟8 將雙官能團(tuán)分子共價結(jié)合在該芯片表面，完成多孔陽極氧化鋁生物芯片的制作。其中襯底的材料為玻璃、陶瓷、有機(jī)薄膜材料或硅基半導(dǎo)體材料。其中去除襯底的有機(jī)雜質(zhì)，是依次使用超聲波在分析純丙酮、無水乙醇、去離子水清洗。其中去除襯底的無機(jī)雜質(zhì)，是使用硫酸和雙氧水的混合液加熱煮沸，并用去離子水沖洗。其中蒸鍍鋁膜時采用電子束蒸發(fā)、熱蒸發(fā)、磁控濺射或真空鍍鋁的方法。其中第一次陽極氧化，是在濃度為3-15wt%的硫酸與無水乙醇的電解液中進(jìn)行， 氧化電壓為5-45V，溫度為0-10°C。其中第二次陽極氧化時氧化電流為6_16mA，氧化時間為0. 5_池。其中所述等離子體是氧等離子體。其中所述共價結(jié)合方式包括重氮法、肽鍵法或烷化法。
其中使用雙官能團(tuán)分子包括聚二乙醇、戊二醛、雙環(huán)氧己烷、雙亞胺甲酯、雙重氮聯(lián)苯胺-2，2，- 二磺酸或2，4，6-三氮雜苯。本發(fā)明還提供一種多孔陽極氧化鋁生物芯片，包括一襯底；一鋁膜，該鋁膜制作在襯底上；其中所述鋁膜與襯底上形成有多個穿孔，該襯底、鋁膜與多個穿孔形成多孔陽極氧化鋁生物芯片。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的多孔陽極氧化鋁生物芯片，其中襯底的材料為玻璃、 陶瓷、有機(jī)薄膜材料或硅基半導(dǎo)體材料。


為進(jìn)一步說明本發(fā)明的內(nèi)容及特點，以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做一詳細(xì)描述，其中圖1為本發(fā)明的流程圖；圖2為采用陽極氧化的方式制作多孔陽極氧化鋁生物芯片的步驟示意圖。
具體實施例方式請參閱圖1結(jié)合參閱圖2所示，本發(fā)明為一種陽極氧化鋁測序芯片的制作方法，包括如下步驟步驟1 取一襯底10，清洗，去除有機(jī)和無機(jī)雜質(zhì)，所述襯底10的材料為玻璃、陶瓷、有機(jī)薄膜材料或硅基半導(dǎo)體材料襯底，清洗是依次使用超聲波在分析純丙酮、無水乙醇、去離子水清洗，去除襯底10表面的有機(jī)雜質(zhì)，隨后使用硫酸和雙氧水的混合液加熱煮沸襯底10，并用去離子水沖洗，去除襯底10表面的無機(jī)雜質(zhì)，此種清洗方式可除去襯底10 表面的有機(jī)附著物和無機(jī)顆粒物，提高鋁膜11的成膜質(zhì)量；步驟2 前烘，對襯底10進(jìn)行真空干燥；將清洗后的襯底10用氮?dú)獯蹈珊笱b入培養(yǎng)皿中，之后放入真空干燥箱內(nèi)前烘，前烘操作目的是增強(qiáng)襯底10與鋁膜11之間的粘附性；步驟3 在經(jīng)過真空干燥的襯底10表面蒸鍍鋁膜11 ；使用純度大于99. 9%的鋁金屬蒸鍍鋁膜11，根據(jù)所需要的鋁膜11厚度來選擇電子束蒸發(fā)、熱蒸發(fā)、磁控濺射或真空鍍鋁的方法蒸鍍鋁膜11 ；步驟4 將表面鍍有鋁膜11的襯底10放入硫酸電解液中，進(jìn)行第一次陽極氧化， 所述第一次陽極氧化，是在濃度為3-15wt%的硫酸與無水乙醇的電解液中進(jìn)行，氧化電壓為5-45V，溫度為0-10°C，在此亦可選用草酸、磷酸作為電解液。第一次陽極氧化后鋁膜11 表面形成氧化鋁膜，可以通過氧化時間來調(diào)節(jié)氧化鋁膜的厚度，氧化時間越長得到的氧化鋁膜越厚；步驟5 將第一次陽極氧化的襯底10用磷酸和鉻酸混合液浸泡，去除第一次陽極氧化產(chǎn)生的氧化鋁膜，在鋁膜11的表面形成活性點12，所述磷酸和鉻酸混合液將第一次陽極氧化形成氧化鋁膜完全去除，在鋁膜11表面形成活性點12，同時達(dá)到了鋁膜11減薄的效果；
步驟6 對該鋁膜11進(jìn)行第二次陽極氧化及擴(kuò)孔處理，，在鋁膜11的表面活性位點12形成穿孔13，得到多孔陽極氧化鋁陣列芯片，穿孔13的深度為50-1000納米，穿孔13 的孔徑為5-1000納米，所述第二次陽極氧化與第一次陽極氧化的電解液相同，氧化電流為 10-16mA，氧化時間為2-3h，活性點12在第二次陽極氧化時形成孔洞，第二次陽極氧化會增加孔洞的深度、提高其有序性和規(guī)則度。將第二次陽極氧化的襯底10放入磷酸溶液中進(jìn)行擴(kuò)孔處理，形成穿孔13，得到多孔陽極氧化鋁陣列芯片，穿孔13的深度和孔徑可通過氧化電流和氧化時間來調(diào)節(jié)；步驟7 用等離子體處理該芯片表面，采用氧等離子體處理芯片，并在其表面形成化學(xué)活性基團(tuán)；步驟8 將雙官能團(tuán)分子共價結(jié)合在該芯片表面，完成多孔陽極氧化鋁生物芯片的制作。其中采用重氮法、肽鍵法或烷化法將雙官能團(tuán)分子包括聚二乙醇、戊二醛、雙環(huán)氧己烷，雙亞胺甲酯、雙重氮聯(lián)苯胺_2，2’ - 二磺酸或2，4，6-三氮雜苯等共價結(jié)合在芯片表面，其中雙功能團(tuán)分子一端與芯片表面的化學(xué)活性基團(tuán)共價結(jié)合，另一端與生物分子結(jié)合， 組裝成多孔陽極氧化鋁生物芯片。請再參閱圖2，本發(fā)明一種多孔陽極氧化鋁生物芯片，包括一襯底10，該襯底10的材料為玻璃、陶瓷、有機(jī)薄膜材料或硅基半導(dǎo)體材料；一鋁膜11，該鋁膜11制作在襯底10上；其中所述鋁膜11與襯底10上形成有多個穿孔13，該襯底10、鋁膜11與多個穿孔 13形成多孔陽極氧化鋁生物芯片。綜上所述，多孔陽極氧化鋁生物芯片和其制作方法至少具有以下優(yōu)點1.本發(fā)明多孔陽極氧化鋁生物芯片提出了一種多孔陽極氧化鋁生物芯片結(jié)構(gòu)。2.本發(fā)明多孔陽極氧化鋁生物芯片的制作方法操作簡便，方法成熟，可靠性高，工藝重復(fù)性好，制作成本低，適合于大規(guī)模生產(chǎn)。3.本發(fā)明多孔陽極氧化鋁生物芯片的制作方法制作出的測序芯片微孔陣列密度可達(dá)109/mm2，并且實現(xiàn)了對陽極氧化鋁孔徑和孔間距的調(diào)節(jié)。4.本發(fā)明陽極氧化鋁測序芯片的制作方法結(jié)合表面修飾技術(shù)，為其后續(xù)應(yīng)用提供了便利的操作平臺。以上所述，僅是本發(fā)明的實施例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種多孔陽極氧化鋁生物芯片的制作方法，包括如下步驟 步驟1 取一襯底，清洗，去除有機(jī)和無機(jī)雜質(zhì)；步驟2 前烘，對襯底進(jìn)行真空干燥； 步驟3 在經(jīng)過真空干燥的襯底表面蒸鍍鋁膜； 步驟4 將表面鍍有鋁膜的襯底放入電解液中，進(jìn)行第一次陽極氧化； 步驟5 將第一次陽極氧化的襯底用磷酸和鉻酸混合液浸泡，去除第一次陽極氧化產(chǎn)生的氧化鋁膜，在鋁膜的表面形成活性點；步驟6 對該鋁膜進(jìn)行第二次陽極氧化及擴(kuò)孔處理，在鋁膜的表面活性點處形成穿孔， 得到多孔陽極氧化鋁陣列芯片；步驟7 用等離子體處理該芯片表面；步驟8 將雙官能團(tuán)分子共價結(jié)合在該芯片表面，完成多孔陽極氧化鋁生物芯片的制作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔陽極氧化鋁生物芯片的制作方法，其中襯底的材料為玻璃、陶瓷、有機(jī)薄膜材料或硅基半導(dǎo)體材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔陽極氧化鋁生物芯片的制作方法，其中去除襯底的有機(jī)雜質(zhì)，是依次使用超聲波在分析純丙酮、無水乙醇、去離子水清洗。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔陽極氧化鋁生物芯片的制作方法，其中去除襯底的無機(jī)雜質(zhì)，是使用硫酸和雙氧水的混合液加熱煮沸，并用去離子水沖洗。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔陽極氧化鋁生物芯片的制作方法，其中蒸鍍鋁膜時采用電子束蒸發(fā)、熱蒸發(fā)、磁控濺射或真空鍍鋁的方法。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔陽極氧化鋁生物芯片的制作方法，其中第一次陽極氧化，是在濃度為3-15wt%的硫酸與無水乙醇的電解液中進(jìn)行，氧化電壓為5-45V，溫度為 0-10°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔陽極氧化鋁生物芯片的制作方法，其中第二次陽極氧化時氧化電流為6-16mA，氧化時間為0. 5-池。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔陽極氧化鋁生物芯片的制作方法，其中所述等離子體是氧等離子體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔陽極氧化鋁生物芯片的制作方法，其中所述共價結(jié)合方式包括重氮法、肽鍵法或烷化法。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔陽極氧化鋁生物芯片的制作方法，其中使用雙官能團(tuán)分子包括聚二乙醇、戊二醛、雙環(huán)氧己烷、雙亞胺甲酯、雙重氮聯(lián)苯胺-2，2’-二磺酸或2，4， 6-三氮雜苯。
11.一種多孔陽極氧化鋁生物芯片，包括 一襯底；一鋁膜，該鋁膜制作在襯底上；其中所述鋁膜與襯底上形成有多個穿孔，該襯底、鋁膜與多個穿孔形成多孔陽極氧化鋁生物芯片。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的多孔陽極氧化鋁生物芯片，其中襯底的材料為玻璃、陶瓷、 有機(jī)薄膜材料或硅基半導(dǎo)體材料。
全文摘要
一種多孔陽極氧化鋁生物芯片的制作方法，包括如下步驟步驟1取一襯底，清洗，去除有機(jī)和無機(jī)雜質(zhì)；步驟2前烘，對襯底進(jìn)行真空干燥；步驟3在經(jīng)過真空干燥的襯底表面蒸鍍鋁膜；步驟4將表面鍍有鋁膜的襯底放入電解液中，進(jìn)行第一次陽極氧化；步驟5將第一次陽極氧化的襯底用磷酸和鉻酸混合液浸泡，去除第一次陽極氧化產(chǎn)生的氧化鋁膜，在鋁膜的表面形成活性點；步驟6對該鋁膜進(jìn)行第二次陽極氧化及擴(kuò)孔處理，在鋁膜的表面活性點處形成穿孔，得到多孔陽極氧化鋁陣列芯片；步驟7用等離子體處理該芯片表面；步驟8將雙官能團(tuán)分子共價結(jié)合在該芯片表面，完成多孔陽極氧化鋁生物芯片的制作。
文檔編號C23C14/14GK102183629SQ20111005946
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
發(fā)明者于軍, 任魯風(fēng), 俞育德, 周曉光, 孫英男, 李運(yùn)濤, 韓偉靜 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所