專利名稱：具有凸型圖案微陣列平面生物/化學傳感器件的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種凸型圖案微陣列平面生物/化學傳感器件的制備及應用，尤其是在將軟化或者液態(tài)材料與凸型圖案的陰型模板進行機械擠壓并固化成型后固定傳感敏感材料以獲得具有凸型圖案結構的傳感器件。該方法不僅能夠使得二維平面生物/化學傳感器件具有準三維的特性，而且由于該方法操作簡單，成本低廉及能夠批量制備的特點，因此有助于二維平面生物/化學傳感器件的進一步推廣與應用。
背景技術：
隨著社會的發(fā)展越來越多的生物、化學物質需要人們進行有效的監(jiān)測。如人體的各種各樣的生化指標、食品中的有害物質及環(huán)境污染等。為此人們開發(fā)了包括平面型的生物/化學傳感器件及顆粒狀的生物/化學檢測體系。其中平面型的生物/化學傳感器件由于易于批量制備且檢測性能優(yōu)良，因此目前是生物/化學傳感器件的主要組成部分。如各種各樣的電化學傳感器、平面微陣列芯片等。然而隨著需要生物/化學檢測的物質含量越來越低，生物/化學檢測所固有的噪音大、干擾多的特點給平面狀的生物/化學傳感器件在檢測靈敏度及檢測精度等方面提出了新的挑戰(zhàn)。為此人們開始考慮其向三維方向發(fā)展。其中兩個典型的例子是三維凝膠DNA芯片及氧化鋅納米桿微陣列生物傳感器。其中三維凝膠 DNA芯片由于三維結構所具有的較高的固定容量，DNA芯片的檢測性能有了很大的提升。而氧化鋅納米桿微陣列生物傳感器也表現(xiàn)出了優(yōu)良的檢測靈敏度。然而三維凝膠DNA芯片的點樣制備法對凝膠材料的限制及氧化鋅納米桿微陣列的特殊制備方法都限制了其進一步的大規(guī)模推廣應用。為此本申請在國際上首次提出基于擠出成型及注射成型的注塑壓模及模壓復制技術批量制備具有凸型結構圖案陣列的薄膜，然后通過暴露或者連接傳感敏感材料而將其用于生物/化學物質的檢測。該方法由于與目前的成熟工業(yè)技術兼容，因此在成本及批量生產方面具有較大的優(yōu)勢，從而有助于平面生物/化學傳感器件的進一步推廣與應用。

發(fā)明內容
技術問題本發(fā)明的目的是提供一種準三維平面生物/化學傳感器件制備方法及應用，即以注塑模壓或者模壓復制技術批量制備具有凸型結構圖案陣列的薄膜，然后通過暴露或者連接傳感敏感材料而將其用于生物/化學物質的檢測。技術方案為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種具有凸型圖案微陣列平面生物/化學傳感器件的制備方法，該方法包括如下步驟
a、獲取與凸型圖案微陣列相對映的凹型圖案微陣列模板；
b、將可塑形的液態(tài)或者軟化的材料與凹型圖案微陣列的模板接觸并進行模壓，在固化可塑形的液態(tài)或者軟化的材料后將固化的凸型圖案微陣列的平面材料與模板分離；
C、通過固定傳感敏感材料而獲得有凸型圖案微陣列的平面型生物/化學傳感器件。優(yōu)選的，步驟c的實現(xiàn)方法為在液態(tài)材料中添加傳感敏感材料并在隨后的凸型圖案微陣列的平面材料固化過程中固定在凸型圖案微陣列的平面材料或者在液態(tài)材料中添加傳感敏感材料的模板并在凸型圖案微陣列的平面材料固化后去除模板而暴露傳感敏感材料或者在凸型圖案微陣列的平面材料固化后連接傳感敏感材料而固定傳感敏感材料。優(yōu)選的，步驟b中所述固化可塑形的液態(tài)材料的方法是通過液態(tài)材料中溶劑揮發(fā)溶質沉積、液態(tài)材料聚合或者液態(tài)材料凝固而固化。優(yōu)選的，步驟b中所述固化可塑形的軟化材料的方法是指通過降溫使得軟化的高分子材料硬化而定形。優(yōu)選的，所述固化可塑形的液態(tài)或者軟化的材料包含在固化過程中在固化材料與模板間施加拉力。優(yōu)選的，所述凸型圖案是指突出平面的圖案結構。優(yōu)選的，所述固定傳感敏感材料的方法為在片合成傳感敏感材料及固定制備完成傳感敏感材料。優(yōu)選的，所述凸型圖案微陣列平面生物/化學傳感器件是通過變形構建凸型圖案微陣列曲面生物/化學傳感器件。優(yōu)選的，該方法包括對凸型圖案微陣列平面材料進行切割、組裝以構建凸型圖案微陣列平面生物/化學傳感器件。有益效果本發(fā)明首次將注塑模壓或者模壓復制技術批量制備具有凸型圖案微陣列平面生物/化學傳感器件的制備，由于該技術與成熟的工業(yè)技術兼容，因此生產的凸型圖案微陣列平面生物/化學傳感器件不僅具有準三維平面生物/化學傳感器件的特性而且產量大、成本低從而可以獲得廉價、高效的生物、化學物質的傳感器件。


圖1為凸型圖案微陣列平面注塑模壓制備示意a’凸型圖案模板；b’注塑容器；c’可固化液態(tài)或者軟化材料；d’凸型圖案微陣列平面材料；
圖2為凸型圖案微陣列平面材料通過點樣法制備平面微陣列生物芯片示意圖； a凸型圖案微陣列平面材料；b通過點樣分別固定傳感敏感材料A、B及C ;c平面微陣列生物芯片俯視圖3為平壓平型壓印機示意圖；1給料部；2平面壓板；3收料部；4冷卻部；5模壓板；6加熱部。
具體實施例方式下面將參照附圖對本發(fā)明進行說明。本發(fā)明涉及一種凸型圖案微陣列平面生物/化學傳感器件的制備及應用，尤其是在將軟化或者液態(tài)材料與凸型圖案的陰型模板進行機械擠壓并固化成型后固定傳感敏感材料以獲得具有凸型圖案結構的傳感器件，該方法采用下述步驟制備a、獲取與凸型圖案微陣列相對映的凹型圖案微陣列模板；b、將可塑形的液態(tài)或者軟化的材料與凹型圖案微陣列的模板接觸并進行模壓，在固化可塑形的液態(tài)或者軟化的材料后將固化的凸型圖案微陣列的平面材料與模板分離；C、通過固定傳感敏感材料而獲得上有凸型圖案微陣列的平面型生物/化學傳感器件。該方法不僅能夠使得二維平面生物/化學傳感器件具有準三維的特性，而且由于該方法操作簡單，成本低廉及能夠批量制備的特點，因此有助于平面生物/化學傳感器件的進一步推廣與應用。本發(fā)明的凸型圖案微陣列平面生物/化學傳感器件的制備方法是采用下述步驟制備
a、獲取與凸型圖案微陣列相對映的凹型圖案微陣列模板；
b、將可塑形的液態(tài)或者軟化的材料與凹型圖案微陣列的模板接觸并進行模壓，在固化可塑形的液態(tài)或者軟化的材料后將固化的凸型圖案微陣列的平面材料與模板分離；
C、通過固定傳感敏感材料而獲得上有凸型圖案微陣列的平面型生物/化學傳感器件； 步驟c的實現(xiàn)方法為在液態(tài)材料中添加傳感敏感材料并在隨后的凸型圖案微陣列的平面材料固化過程中固定在凸型圖案微陣列的平面材料或者在液態(tài)材料中添加傳感敏感材料的模板并在凸型圖案微陣列的平面材料固化后去除模板而暴露傳感敏感材料或者在凸型圖案微陣列的平面材料固化后連接傳感敏感材料而固定傳感敏感材料。步驟b中所述固化可塑形的液態(tài)材料的方法是通過液態(tài)材料中溶劑揮發(fā)溶質沉積、液態(tài)材料聚合或者液態(tài)材料凝固而固化。步驟b中所述固化可塑形的軟化材料的方法是指通過降溫使得軟化的高分子材料硬化而定形。所述固化可塑形的液態(tài)或者軟化的材料包含在固化過程中在固化材料與模板間施加拉力。所述凸型圖案是指突出平面的圖案結構。所述固定傳感敏感材料的方法為在片合成傳感敏感材料及固定制備完成傳感敏感材料。所述凸型圖案微陣列平面生物/化學傳感器件是通過變形構建凸型圖案微陣列曲面生物/化學傳感器件。該方法包括對凸型圖案微陣列平面材料進行切割、組裝以構建凸型圖案微陣列平面生物/化學傳感器件。實施例一
首先制備4英寸的掩模板，上有直徑約為2微米間隔為5微米的微點陣列。然后據(jù)此通過微電子工藝在硅片上制備直徑約為2微米，高度約為20微米，間隔為5微米的微坑陣列。將硅片在保證微坑面在上的情況下放入金屬容器中并在其上注入熔融的聚苯乙烯，控制聚苯乙烯層厚度為1毫米，施加壓力為10個大氣壓。然后冷卻金屬容器至室溫。將聚苯乙烯薄片與硅片分離獲得上有直徑為2微米，間隔為5微米，高度為20微米的微柱陣列的約4英寸大小的圓形聚苯乙烯片材。將該片材通過激光切割機切割成1厘米X1厘米的方片。將該方形聚苯乙烯片材先通過輻射加工以使其內部交聯(lián)。然后在其上涂布正型光刻膠并通過直徑50微米間隔50微米的點陣列掩模板曝光，清洗以獲得直徑50微米間隔50微米微柱暴露陣列，然后置于氨等離子中處理2分鐘以使暴露的微柱表面連接上胺基，隨后去除剩余的光刻膠。其后通過點樣儀依次在連接了胺基的50微米微區(qū)中通過戊二醛連接包括甲肝抗體、乙肝抗體、丙肝抗體在內的100種抗體并清洗。隨后通過牛血清白蛋白封閉整個方形聚苯乙烯片材，并將其與待測血清樣品作用后，與熒光標記的100種上述抗體作用。然后將有微柱陣列的該聚苯乙烯片材在共聚焦顯微鏡下觀察，根據(jù)其熒光的有無即可判斷所測血清樣品中是否有上述100種抗體的抗原。實施例二
首先通過激光全息技術制備有500納米微點陣列的電鑄金屬模板，然后通過熱燙印技術將其轉移至PET塑料薄膜上以獲得有微點突起陣列的薄膜。隨后取其中1厘米X 1厘米的方片通過氧等離子處理，并通過戊二醛連接甲肝抗體，隨后將其依次與人體血清樣品及膠體金標記抗體作用，清洗后根據(jù)薄膜表面有無膠體金即可判斷所測血清樣品中有無甲肝抗原。實施例三
首先制備4英寸的掩模板，上有直徑約為2微米間隔為5微米的微點陣列。然后據(jù)此通過微電子工藝在硅片上制備直徑約為2微米，高度約為20微米，間隔為5微米的微坑陣列。將硅片切割成1厘米Xl厘米的方片。然后通過硫酸與雙氧水的混合液80攝氏度處理2小時，清洗后將其置于1%甲基三甲氧基硅烷乙醇溶液中反應M小時后乙醇清洗，干燥另外配制含1%丙烯酰氧基在5’位修飾的核酸探針序列及0. 1%偶氮二異丁腈光引發(fā)劑的35wt%的平均分子量為700的聚乙二醇雙丙烯酸酯PBS緩沖溶液。核酸探針序列即傳感敏感材料為5’ -丙烯酰氧基-TTT TGA TGT AGA TGT TTT ATT AGG GTT GT-3’。將該溶液注入石英容器中上述甲基硅烷處理過且微坑面在上的硅片上，然后通過真空泵處理 2小時后，20瓦紫外燈光照射8小時。隨后將聚乙二醇雙丙烯酸酯的聚合凝膠與硅片分離， 得到上有直徑約為2微米，高度約為20微米，間隔為5微米的微柱陣列凝膠片。將該凝膠片與0. 2M的氯化鈉及含0. 05%的Tween-20的1Tris-EDTA緩沖液中的生物素連接待測樣品雜交后用PBS緩沖液清洗。隨后將其進一步與連接有藻紅蛋白的抗生蛋白鏈菌素的PBST 緩沖液在37攝氏度混合孵育30分鐘。隨后用PBS清洗。在熒光顯微鏡下觀察凝膠片的熒光即可判斷有無核酸序列TTT TGA TGT AGA TGT TTT ATT AGG GTT GT。實施例四
將含有1%過氧苯甲酰引發(fā)劑二％脫模劑的可供交聯(lián)用的丙烯酸酯的聚氨酯丙烯酸酯預聚體鋪展在上有直徑約為0. 5微米，高度約為0. 5微米，間隔為1微米的微柱陣列的1厘米X 1厘米硅片上，其上輕輕覆蓋一層約50微米的PET薄膜。在30瓦的紫外燈照射2小時后將上有微坑陣列的聚氨酯丙烯酸酯薄膜與硅片分離。另外配制10wt%的平均分子量為10萬的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)甲苯溶液并以 3000rpm的速度在PET薄膜上進行旋涂，得到厚度約為10微米的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜。 在真空脫除溶劑后將上述有微坑陣列的聚氨酯丙烯酸酯薄膜以微坑面向下的方式覆蓋在聚甲基丙烯酸甲酯薄膜上并在150攝氏度下施壓103 處理1小時。隨后降溫至120攝氏度并以10mm/S的速度提拉有微坑陣列的聚氨酯丙烯酸酯薄膜，使其與聚甲基丙烯酸甲酯薄膜分離，得到直徑約為350納米高度約為1微米，間隔為1微米微柱陣列的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜。將有微柱陣列的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜用氨等離子處理2分鐘后通過置于1%ν/ ν戊二醛水溶液中室溫反應4小時后，去離子水清洗。然后將其與含0. 2毫克/毫升的甲肝病毒PBS緩沖溶液中于4攝氏度反應12小時后用PBS緩沖溶液清洗并用1%的牛血清白蛋白BSA于室溫反應2小時以阻塞未反應的戊二醛。隨后將其在PBS緩沖液中與待測血清樣品混合后并在37攝氏度與待測樣品在振蕩器中以ISOrpm速度孵育2小時，然后用PBST溶液清洗三次。加入4微克/毫升的CY3標記甲肝抗體PBS緩沖溶液，在37攝氏度以60RPM 的速度孵育1小時，隨后用PBS清洗三次并在熒光顯微鏡下觀察熒光即可判斷待測樣品中甲肝病毒的有無。實施例五
分別準備寡核苷酸原位合成的清洗液乙腈，偶聯(lián)液即0. IM寡核苷酸單體及0. 5M四唑的乙腈溶液；封閉液即乙酸酐吡啶溶液及甲基咪唑四氫呋喃溶液；氧化液即0. IM碘的乙酸 /乙酸酐/吡啶/四氫呋喃溶液及脫DMT液即3%的三氯乙酸二氯甲烷溶液備用。其次制備1厘米X 1厘米的上有直徑為2微米，間隔為5微米，高度為20微米的微柱陣列聚苯乙烯片材。將該片材通過輻射加工以使其內部交聯(lián)。然后置于氧等離子中處理2分鐘以使微柱表面連接上羥基備用。隨后準備在上述聚苯乙烯片材上兩個直徑約為3毫米圓形區(qū)域能夠通過轉移寡核苷酸原位合成溶液以制備用于檢測炭疽芽孢桿菌的寡核苷酸序列bas: 5，-AGTGCGCGAGGAGCCT-3，及蠟樣芽孢桿菌的寡核苷酸序列 bee 5’-GTTACGGAAAGAACCA-3， 的PDMS印章8塊。然后通過PDMS印章將上述寡核苷酸原位合成的各種溶液依據(jù)偶聯(lián)、封閉、氧化和脫DMT的重復步驟完成寡核苷酸序列bas及bee的原位合成。另外提取經(jīng)過培養(yǎng)的待測環(huán)境細菌樣品的DNA文庫并進行CT3標記。然后將其在PH為8.0由10 mM Tris, 1 mM EDTA, 10 mM MgC12, 50 mM NaCl組成的緩沖液中與上有微柱陣列且已經(jīng)通過在片合成了檢測炭疽芽孢桿菌及蠟樣芽孢桿菌的探針的聚苯乙烯片材在室溫進行雜交。隨后通過 IOmM Tris及ImM EDTA組成的TE緩沖液徹底清洗并用氮氣吹干后立即用共聚焦顯微鏡進行成像。根據(jù)聚苯乙烯片材微柱陣列不同探針區(qū)域熒光的有無即可判斷所檢測樣品中是否含有炭疽芽孢桿菌及蠟樣芽孢桿菌。實施例五
分別準備寡核苷酸原位合成的清洗液乙腈，偶聯(lián)液即0. IM寡核苷酸單體及0. 5M四唑的乙腈溶液；封閉液即乙酸酐吡啶溶液及甲基咪唑四氫呋喃溶液；氧化液即0. IM碘的乙酸 /乙酸酐/吡啶/四氫呋喃溶液及脫DMT液即3%的三氯乙酸二氯甲烷溶液備用。其次制備1厘米X 1厘米的上有直徑為2微米，間隔為5微米，高度為20微米的微柱陣列聚苯乙烯片材。將該片材通過輻射加工以使其內部交聯(lián)。然后置于氧等離子中處理2分鐘以使微柱表面連接上羥基備用。隨后準備在上述聚苯乙烯片材上兩個直徑約為3毫米圓形區(qū)域通過轉移寡核苷酸原位合成溶液以制備用于檢測炭疽芽孢桿菌的寡核苷酸序列bas: 5，-AGTGCGCGAGGAGCCT-3，及蠟樣芽孢桿菌的寡核苷酸序列 bee 5’-GTTACGGAAAGAACCA-3， 的PDMS印章8塊。然后通過PDMS印章將上述寡核苷酸原位合成的各種溶液依據(jù)偶聯(lián)、封閉、氧化和脫DMT的重復步驟完成寡核苷酸序列bas及bee的原位合成。另外提取經(jīng)過培養(yǎng)的待測環(huán)境細菌樣品的DNA文庫并進行CT3標記。然后將其在PH為8.0由10 mM Tris, 1 mM EDTA, 10 mM MgC12, 50 mM NaCl組成的緩沖液中與上有微柱陣列且已經(jīng)通過在片合成了檢測炭疽芽孢桿菌及蠟樣芽孢桿菌的探針的聚苯乙烯片材在室溫進行雜交。隨后通過 IOmM Tris及ImM EDTA組成的TE緩沖液徹底清洗并用氮氣吹干后立即用共聚焦顯微鏡進行成像。根據(jù)聚苯乙烯片材微柱陣列不同探針區(qū)域熒光的有無即可判斷所檢測樣品中是否含有炭疽芽孢桿菌及蠟樣芽孢桿菌。實施例六
首先制備4英寸的掩模板，上有直徑約為2微米間隔為5微米的微點陣列。然后據(jù)此通過微電子工藝在硅片上制備直徑約為2微米，高度約為20微米，間隔為5微米的微坑陣列。將硅片在保證微坑面在上的情況下放入金屬容器中并在其上注入熔融的聚丙烯，控制聚丙烯層厚度為1毫米，施加壓力為10個大氣壓。然后冷卻金屬容器至室溫。將聚丙烯薄片與硅片分離獲得上有直徑為2微米，間隔為5微米，高度為20微米的微柱陣列的約4英寸大小的圓形聚丙烯片材。將該片材通過激光切割機切割成7. 5厘米X2. 5厘米的長方片。 將該方形聚丙烯片材先通過輻射加工以使其內部交聯(lián)。然后在其上涂布AZ5200E正型光刻膠并通過邊長為50微米間隔50微米的方形陣列掩模板曝光，清洗以獲得邊長50微米間隔 50微米方形區(qū)域微柱暴露陣列，然后置于氨氣流速為SOOml/min功率為40W的等離子發(fā)生器中用氨等離子處理2分鐘以使暴露的微柱表面連接上氨基，隨后用溶劑法去除剩余的光刻膠。然后用5%的戊二醛的PH為7. 4的PBS緩沖液室溫處理2小時，PBS緩沖液清洗三次且干燥后將其置于5%乙醇胺的乙醇溶液中反應2小時并用乙醇清洗三次后再用3M的硼氫化鈉水溶液還原15分鐘，隨后去離子水清洗，得到可用于在片寡核苷酸合成的羥基修飾微柱陣列聚丙烯片材。隨后根據(jù)針對小鼠的基因設計長度為70mer的可用于檢測小鼠全基因組表達譜的50000個探針。隨后通過Agilent噴墨原位合成技術根據(jù)偶聯(lián)、封閉、氧化、脫DMT的步驟在上述羥基修飾微柱陣列聚丙烯片材上進行在片合成50000個探針從而得到大鼠全基因組表達譜基因芯片。另外提取IO7個在聚乳酸電紡納米纖維薄膜表面生長的從小鼠體內提取的骨髓間充質干細胞，然后通過RNA提取、aRNA合成與熒光標記及片段化步驟后獲得可與基因芯片雜交的熒光標記探針。隨后將熒光標記探針與上述小鼠全基因組表達譜基因芯片雜交并通過基因芯片掃描儀進行熒光圖像掃描即可獲得在聚乳酸電紡納米纖維表面生長的小鼠骨髓間充質干細胞的基因表達情況。隨后的生物信息學分析可以幫助人們獲得探究聚乳酸電紡納米纖維薄膜對小鼠骨髓間充質干細胞在基因表達方面的影響，從而為相關生物材料器件的研制提供參考借鑒依據(jù)。實施例七
首先制備4英寸的掩模板，上有直徑約為2微米間隔為5微米的微點陣列。然后據(jù)此通過微電子工藝在硅片上制備直徑約為2微米，高度約為20微米，間隔為5微米的微坑陣列。將硅片在保證微坑面在上的情況下放入金屬容器中并在其上注入熔融的聚丙烯，控制聚丙烯層厚度為1毫米，施加壓力為10個大氣壓。然后冷卻金屬容器至室溫。將聚丙烯薄片與硅片分離獲得上有直徑為2微米，間隔為5微米，高度為20微米的微柱陣列的約4英寸大小的圓形聚丙烯片材。將該片材先通過輻射加工以使其內部交聯(lián)。然后置于氧氣流速為SOOml/min功率為40W的等離子發(fā)生器中用氧等離子處理2分鐘以使暴露的微柱表面連接上羥基及羧基而呈現(xiàn)親水特性。另外在濃度為15襯％尺寸約為100納米的二氧化硅微顆粒乙醇溶液中加入氨丙基三乙氧基硅烷使得其終濃度為1%，隨后在室溫下反應4小時，乙醇清洗后用1%的戊二醛PB 緩沖液室溫反應4小時，隨后用PBS緩沖液清洗三次。然后用0. 2mg/ml的甲肝病毒的PBS緩沖溶液4攝氏度反應12小時。未反應的戊二醛用1%的BSA的PBS緩沖溶液反應2小時進行阻塞。去離子水清洗備用。然后將連接了甲肝病毒的二氧化硅膠體以終濃度5襯％的量加入2M丙烯酰胺及2mM甲叉雙丙烯酰胺及1. 5%v/v的2-羥基-2-甲基苯丙酮中并將其注入上述含有親水微柱陣列的在培養(yǎng)皿中的聚丙烯片材上，用在100瓦365納米波長的紫外燈下照射10分鐘后用PBS緩沖液將交聯(lián)聚丙烯酰胺薄膜從聚丙烯片材上沖洗下來。隨后將交聯(lián)聚丙烯酰胺薄膜置于1%的氫氟酸水溶液中反應以去除二氧化硅并用去離子水徹底沖洗后得到內有甲肝病毒印跡(即傳感敏感材料)的聚丙烯酰胺薄膜。將該薄膜與待測樣品混合后并在37攝氏度與待測樣品在振蕩器中以ISOrpm速度孵育2小時，然后用PBST溶液清洗三次。加入4微克/毫升的CY3標記甲肝抗體PBS緩沖溶液，在37攝氏度以60RPM 的速度孵育1小時，隨后用PBS清洗三次并在熒光顯微鏡下觀察根據(jù)聚丙烯酰胺薄膜上熒光的有無即可判斷待測樣品中是否含有甲肝病毒。實施例八
首先制備4英寸的掩模板，上有直徑約為2微米間隔為5微米的微點陣列。然后據(jù)此通過微電子工藝在硅片上制備直徑約為2微米，高度約為20微米，間隔為5微米的微坑陣列。 將硅片在保證微坑面在上的情況下放入金屬容器中并在其上注入熔融的聚丙烯，控制聚丙烯層厚度為1毫米，施加壓力為10個大氣壓。然后冷卻金屬容器至室溫。將聚丙烯薄片與硅片分離獲得上有直徑為2微米，間隔為5微米，高度為20微米的微柱陣列的約4英寸大小的圓形聚丙烯片材。將該片材通過激光切割機切割成7. 5厘米X2. 5厘米的長方片。將該方形聚丙烯片材先通過輻射加工以使其內部交聯(lián)。然后置于氨氣流速為SOOml/min功率為40W的等離子發(fā)生器中用氨等離子處理2分鐘以使暴露的微柱表面連接上氨基。然后用 5%的戊二醛的PH為7. 4的PBS緩沖液室溫處理2小時，PBS緩沖液清洗三次且干燥后將其置于5%乙醇胺的乙醇溶液中反應2小時并用乙醇清洗三次后再用3M的硼氫化鈉水溶液還原15分鐘，隨后去離子水清洗，得到可用于在片寡核苷酸合成的羥基修飾微柱陣列聚丙烯片材。隨后根據(jù)針對人的基因設計長度為25mer的可用于檢測人全基因組表達譜的 160000個探針。隨后通過Affymetrix原位光刻合成技術根據(jù)偶聯(lián)、封閉、氧化、脫DMT的步驟在上述羥基修飾微柱陣列聚丙烯片材上進行在片合成160000個探針從而得到人全基因組表達譜基因芯片。另外提取IO7個在醫(yī)用硅橡膠表面生長的從人體內提取的成纖維細胞，然后通過 RNA提取、aRNA合成與熒光標記及片段化步驟后獲得可與基因芯片雜交的熒光標記探針。 隨后將熒光標記探針與上述人全基因組表達譜基因芯片雜交并通過基因芯片掃描儀進行熒光圖像掃描即可獲得在醫(yī)用硅橡膠表面生長的人成纖維細胞的基因表達情況。隨后的生物信息學分析可以幫助人們獲得探究醫(yī)用硅橡膠對人成纖維細胞在基因表達方面的影響， 從而為相關生物材料器件的研制提供參考借鑒依據(jù)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不以上述實施方式為限，但凡本領域普通技術人員根據(jù)本發(fā)明所揭示內容所作的等效修飾或變化，皆應納入權利要求書中記載的保護范圍內。
權利要求
1.一種具有凸型圖案微陣列平面生物/化學傳感器件的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟a、獲取與凸型圖案微陣列相對映的凹型圖案微陣列模板；b、將可塑形的液態(tài)或者軟化的材料與凹型圖案微陣列的模板接觸并進行模壓，在固化可塑形的液態(tài)或者軟化的材料后將固化的凸型圖案微陣列的平面材料與模板分離；C、通過固定傳感敏感材料而獲得有凸型圖案微陣列的平面型生物/化學傳感器件。
2.根據(jù)權利要求1所述的具有凸型圖案微陣列平面生物/化學傳感器件的制備方法， 其特征在于步驟b在液態(tài)材料中添加傳感敏感材料并在隨后的凸型圖案微陣列的平面材料固化過程中固定在凸型圖案微陣列的平面材料中而固定傳感敏感材料。
3.根據(jù)權利要求1所述的具有凸型圖案微陣列平面生物/化學傳感器件的制備方法， 其特征在于步驟c的固定傳感敏感材料為在液態(tài)材料中添加傳感敏感材料的模板并在凸型圖案微陣列的平面材料固化后去除模板而暴露傳感敏感材料或者在凸型圖案微陣列的平面材料固化后連接傳感敏感材料而固定傳感敏感材料。
4.根據(jù)權利要求1所述的具有凸型圖案微陣列平面生物/化學傳感器件的制備方法， 其特征在于步驟b中所述固化可塑形的液態(tài)材料的方法是通過液態(tài)材料中溶劑揮發(fā)溶質沉積、液態(tài)材料聚合或者液態(tài)材料凝固而固化。
5.根據(jù)權利要求1所述的具有凸型圖案微陣列平面生物/化學傳感器件的制備方法， 其特征在于步驟b中所述固化可塑形的軟化材料的方法是指通過降溫使得軟化的高分子材料硬化而定形。
6.根據(jù)權利要求1所述的具有凸型圖案微陣列平面生物/化學傳感器件的制備方法， 其特征在于所述固化可塑形的液態(tài)或者軟化的材料包含在固化過程中在固化材料與模板間施加拉力。
7.根據(jù)權利要求1所述的具有凸型圖案微陣列平面生物/化學傳感器件的制備方法， 其特征在于所述凸型圖案是指突出平面的圖案結構。
8.根據(jù)權利要求1所述的具有凸型圖案微陣列平面生物/化學傳感器件的制備方法， 其特征在于所述固定傳感敏感材料的方法為在片合成傳感敏感材料及固定制備完成傳感敏感材料。
9.根據(jù)權利要求1所述的具有凸型圖案微陣列平面生物/化學傳感器件的制備方法， 其特征在于所述凸型圖案微陣列平面生物/化學傳感器件是通過變形構建凸型圖案微陣列曲面生物/化學傳感器件。
10.根據(jù)權利要求1所述的具有凸型圖案微陣列平面生物/化學傳感器件的制備方法， 其特征在于該方法包括對凸型圖案微陣列平面材料進行切割、組裝以構建凸型圖案微陣列平面生物/化學傳感器件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有凸型圖案微陣列平面生物/化學傳感器件的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟a、獲取與凸型圖案微陣列相對映的凹型圖案微陣列模板；b、將可塑形的液態(tài)或者軟化的材料與凹型圖案微陣列的模板接觸并進行模壓，在固化可塑形的液態(tài)或者軟化的材料后將固化的凸型圖案微陣列的平面材料與模板分離；c、通過固定傳感敏感材料而獲得有凸型圖案微陣列的平面型生物/化學傳感器件。該方法不僅能夠使得二維平面生物/化學傳感器件具有準三維的特性，而且由于該方法操作簡單，成本低廉及能夠批量制備的特點，因此有助于平面生物/化學傳感器件的進一步推廣與應用。
文檔編號G01N21/64GK102520148SQ201110408148
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權日2011年12月9日
發(fā)明者張繼忠 申請人:東南大學