本申請涉及生物光學器件，尤其涉及一種一體式傳感裝置及裝置、制備方法及其應用。

背景技術：

1、在生物分析及細胞生物學研究中，人們經(jīng)常需要對微量的生物化學樣品進行分析。例如，熒光探針、對核酸、蛋白質等溶解水相、油相緩沖液中的游離樣本，以及細胞等大致呈固相的微納米尺度生物樣本。這些研究往往需要借助配套的微流控樣本處理器件，以及可對樣本中攜帶信息進行放大、調制的生物傳感器件，以便把微觀世界的景象轉換為可以認知的信號，完成靈敏光學分析。光學傳感器是把分析物與敏感元件的相互作用轉換為光信號進行探測。這種傳感器不易受外界電磁干擾，可進行遠距離探測，并且由于可以用一個通路傳輸多組信號，其探測的信息量也很大。

2、現(xiàn)有的該類測試往往直接將染料滴于玻片之上(上表面開放式)，對樣本在片上的深度及厚度難以做到有效控制。此外，亦有團隊使用封閉式pdms流道實現(xiàn)類似需求，但pdms類聚合物材料自發(fā)熒光性質較強，容易誘發(fā)背景熒光噪聲。

3、現(xiàn)有的該類測試往往采用兩片反射鏡中間夾塑料小珠(10-30μl)的平行度控制方案。但鏡組間穩(wěn)定性較差。且諧振腔內靠近塑料小珠與園里塑料珠的區(qū)域品質因子差異明顯，不利于實際研究中對細胞進行精準定量分析的需求。

技術實現(xiàn)思路

1、本申請實施例提供了一種一體式傳感裝置，能夠避免現(xiàn)有器件存在的穩(wěn)定性、可重復性不足。

2、第一方面，本申請實施例提供一種一體式傳感裝置，包括由上而下依次設置的第一反射鏡、微流道空腔單元及第二反射鏡，所述第一反射鏡和所述第二反射鏡的反射面涂敷有高反射率鍍層。

3、在其中一些實施例中，所述第一反射鏡及所述第二反射鏡為石英或光學玻璃基質。

4、在其中一些實施例中，所述高反射率鍍層為介質鍍層，所述高反射率鍍層的厚度為10-1000nm。

5、在其中一些實施例中，所述第一反射鏡及所述第二反射鏡的厚度為0.5-3mm。

6、在其中一些實施例中，所述微流道空腔單元為微流體通道薄膜，所述微流體通道薄膜包括pdms硅膠或su8光刻膠或光固化樹脂。

7、在其中一些實施例中，所述微流道空腔單元的厚度為10-200μm。

8、在其中一些實施例中，所述微流體通道薄膜開設有進樣口區(qū)、檢測區(qū)以及出樣口區(qū)，所述加樣區(qū)用于進行液體的加樣，所述檢測區(qū)用于進行樣品的檢測，所述出樣口區(qū)用于樣品的流出。

9、在其中一些實施例中，所述樣品包括溶解水相、油相緩沖液中的游離樣本或固相的微納米尺度生物樣本，所述溶解水相包括熒光探針或對核酸或蛋白質，所述固相的微納米尺度生物樣本包括病毒或細胞。

10、第二方面，本申請實施例提供一種用于熒光信號測試的一體式傳感裝置，包括由上而下依次設置的第一光學玻璃、微流道空腔單元及第二光學玻璃。

11、在其中一些實施例中，所述第一光學玻璃及所述第二光學玻璃的厚度為50-300μm。

12、在其中一些實施例中，所述微流道空腔單元為微流體通道薄膜，所述微流體通道薄膜包括pdms硅膠或su8光刻膠或光固化樹脂。

13、在其中一些實施例中，所述微流道空腔單元的厚度為10-200μm。

14、在其中一些實施例中，所述微流體通道薄膜開設有進樣口區(qū)、檢測區(qū)以及出樣口區(qū)，所述加樣區(qū)用于進行液體的加樣，所述檢測區(qū)用于進行樣品的檢測，所述出樣口區(qū)用于樣品的流出。

15、在其中一些實施例中，所述樣品包括溶解水相、油相緩沖液中的游離樣本或固相的微納米尺度生物樣本，所述溶解水相包括熒光探針或對核酸或蛋白質，所述固相的微納米尺度生物樣本包括病毒或細胞。

16、第三方面，本申請實施例提供一種一體式傳感裝置的制備方法，包括下述步驟：

17、將所述第一反射鏡、所述第二反射鏡和所述微流道空腔單元通過plasma等離子體鍵合或雙面膠粘貼的方式來實現(xiàn)組裝；或

18、將所述第一光學玻璃、微流道空腔單元及第二光學玻璃通過plasma等離子體鍵合或雙面膠粘貼的方式來實現(xiàn)組裝。

19、在其中一些實施例中，所述微流道空腔單元可通過商業(yè)pdms薄膜二次機械加工，所述二次機械加工包括光刻加工、3d打印、硅刻蝕、濕法刻蝕及刀刻。

20、第四方面，本申請實施例提供了一體式傳感裝置在腔內激光發(fā)射生物分子分析中的應用。

21、第五方面，本申請實施例提供了一體式傳感裝置在腔內生物分子的熒光壽命分析中的應用。

22、本申請?zhí)峁┑募夹g方案，將兩片光學元件，包括較厚的玻璃基介質反射鏡或者極薄的光學玻璃，該光學元件與預刻有流道的軟性聚合物夾層一體融合，最終產(chǎn)生一個可液體及細胞及病毒等標本通過的穩(wěn)定光學微腔，可為單細胞激光發(fā)射分析、單細胞熒光壽命研究的實用載具，應用廣泛。

技術特征：

1.一種用于腔內激光發(fā)射信號分析的一體式傳感裝置，其特征在于，包括由上而下依次設置的第一反射鏡、微流道空腔單元及第二反射鏡，所述第一反射鏡和所述第二反射鏡的反射面涂敷有高反射率鍍層。

2.根據(jù)權利要求1所述的用于腔內激光發(fā)射信號分析的一體式傳感裝置，其特征在于，所述第一反射鏡及所述第二反射鏡為石英或光學玻璃基質。

3.根據(jù)權利要求2所述的用于腔內激光發(fā)射信號分析的一體式傳感裝置，其特征在于，所述高反射率鍍層為介質鍍層，所述高反射率電介質鍍層的厚度為10-1000nm。

4.根據(jù)權利要求2所述的用于腔內激光發(fā)射信號分析的一體式傳感裝置，其特征在于，所述第一反射鏡及所述第二反射鏡的厚度為0.5-3mm。

5.根據(jù)權利要求1所述的用于腔內激光發(fā)射信號分析的一體式傳感裝置，其特征在于，所述微流道空腔單元為微流體通道薄膜，所述微流體通道薄膜包括pdms硅膠或su8光刻膠或光固化樹脂。

6.根據(jù)權利要求1所述的用于腔內激光發(fā)射信號分析的一體式傳感裝置，其特征在于，所述微流道空腔單元的厚度為10-200μm。

7.根據(jù)權利要求1所述的用于腔內激光發(fā)射信號分析的一體式傳感裝置，其特征在于，所述微流體通道薄膜開設有進樣口區(qū)、檢測區(qū)以及出樣口區(qū)，所述加樣區(qū)用于進行液體的加樣，所述檢測區(qū)用于進行樣品的檢測，所述出樣口區(qū)用于樣品的流出。

8.根據(jù)權利要求7所述的用于腔內激光發(fā)射信號分析的一體式傳感裝置，其特征在于，所述樣品包括溶解水相、油相緩沖液中的游離樣本或固相的微納米尺度生物樣本，所述溶解水相包括熒光探針或對核酸或蛋白質，所述固相的微納米尺度生物樣本包括病毒或細胞。

9.一種用于熒光信號測試的一體式傳感裝置，其特征在于，包括由上而下依次設置的第一光學玻璃、微流道空腔單元及第二光學玻璃。

10.根據(jù)權利要求9所述的用于熒光信號測試的一體式傳感裝置，其特征在于，所述第一光學玻璃及所述第二光學玻璃的厚度為50-300μm。

11.根據(jù)權利要求9所述的用于熒光信號測試的一體式傳感裝置，其特征在于，所述微流道空腔單元為微流體通道薄膜，所述微流體通道薄膜包括pdms硅膠或su8光刻膠或光固化樹脂。

12.根據(jù)權利要求9所述的用于熒光信號測試的一體式傳感裝置，其特征在于，所述微流道空腔單元的厚度為10-200μm。

13.根據(jù)權利要求9所述的用于熒光信號測試的一體式傳感裝置，其特征在于，所述微流體通道薄膜開設有進樣口區(qū)、檢測區(qū)以及出樣口區(qū)，所述加樣區(qū)用于進行液體的加樣，所述檢測區(qū)用于進行樣品的檢測，所述出樣口區(qū)用于樣品的流出。

14.根據(jù)權利要求13所述的用于熒光信號測試的一體式傳感裝置，其特征在于，所述樣品包括溶解水相、油相緩沖液中的游離樣本或固相的微納米尺度生物樣本，所述溶解水相包括熒光探針或對核酸或蛋白質，所述固相的微納米尺度生物樣本包括病毒或細胞。

15.一種如權利要求1或9所述的一體式傳感裝置的制備方法，其特征在于，包括下述步驟：

16.根據(jù)權利要求13所述的一體式傳感裝置的制備方法，其特征在于，所述微流道空腔單元可通過商業(yè)pdms薄膜二次機械加工，所述二次機械加工包括但不限于光刻加工、3d打印、硅刻蝕、濕法刻蝕及刀刻。

17.一種根據(jù)權利要求1所述的一體式傳感裝置在腔內激光發(fā)射光譜生物分子分析、激光發(fā)射成像分析中的應用。

18.一種根據(jù)權利要求9所述的一體式傳感裝置在中的應用。

技術總結
本申請?zhí)岢隽艘环N一體式傳感裝置及制備方法，將兩片光學元件，包括帶有液體樣本進出口的較厚的玻璃基介質反射鏡或者極薄的光學玻璃，該光學元件與預刻有流道的軟性聚合物夾層一體融合，最終產(chǎn)生一個可通過液體樣本及細胞等生物標本通過的穩(wěn)定光學微腔，可為單細胞激光發(fā)射分析、單細胞熒光光譜分析、分子熒光壽命研究的實用載具，應用廣泛。

技術研發(fā)人員：譚驍天,楊慧,陳希,張彬茂,曾霖,巫建東,郭佳佳
受保護的技術使用者：深圳先進技術研究院
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9