[发明专利]一种光刻胶及其应用方法

说明书

技术领域

本发明属于电子信息技术和生物医学技术领域，涉及一种光刻胶及其应用方法，特别是涉及一种基因重组蜘蛛丝蛋白光刻胶及其应用方法。

背景技术

光刻技术是现代半导体、微电子、信息产业的基础，光刻胶是光刻技术中的关键材料，主要应用于集成电路和半导体分立器件的细微加工。通过电子束、离子束、紫外光、深紫外光、X射线等光照或辐射，经光化学反应，光刻胶在显影液中的溶解性发生变化，曝光后，光刻胶在显影液中溶解性增加，得到与掩膜版相同图形的称为正性光刻胶；曝光后，光刻胶在显影液中溶解性降低甚至不溶，得到与掩膜版相反图形的称为负性光刻胶。目前广泛商用的光刻胶多为人工合成聚合物，生物相容性差，在生产时往往产生大量的有毒有害物质，当进一步用于光刻工艺时，需配套使用特定的有机溶剂和显影液，其光化学反应产物多数对人体有毒害作用，长期、大量的排放将会对生态造成严重的破坏，不利于经济和环境的可持续发展，不能适应国家大力发展绿色GDP的基本要求。

基因重组蜘蛛丝蛋白不仅具有高弹性、高强度和高断裂功等优点，还具有生物可降解性、超收缩性、耐高温和耐低温及与生物组织的相容性等特性。这些独特的物理和生物学特性都可通过针对性设计基因重组蜘蛛丝蛋白的编码基因来实现，其在医学、军事和纺织等方面都有着广泛应用。虽然蜘蛛难以饲养及无法群居，但根据蜘蛛丝蛋白的结构特点，将其编码基因导入微生物、动物或植物，已成功实现蜘蛛丝蛋白的表达，大幅提高了蜘蛛丝蛋白的质量和产量。研究发现，蜘蛛丝蛋白中二级结构反平行β-折叠与蛛丝蛋白分子在水中的溶解性密切相关，因此，通过调节这一关键结构在蜘蛛丝蛋白中的比例，可精准控制其水溶性。

基于上述情况，将基因重组蜘蛛蛋白作为光刻胶使用，不仅可以满足当前对绿色光刻技术的发展需求，还可以用于直接制备具有生物相容性、可降解性、力学性能优异的基因重组蜘蛛丝蛋白功能结构，进一步扩展到人体植入式可降解微芯片、生物光电传感等应用，在电子信息技术和生物医学领域都具有极其重要的意义。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种光刻胶及其应用方法，用于解决现有技术中环境友好性差、人体危害性大、生物相容性和可降解性差等一系列问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种光刻胶，所述光刻胶为基因重组蜘蛛丝蛋白。

作为本发明光刻胶的一种优化的方案，所述基因重组蜘蛛丝蛋白的分子量为1～500KDa。

作为本发明光刻胶的一种优化的方案，所述基因重组蜘蛛丝蛋白的形态为液体或者固体粉末。

本发明还提供一种光刻胶的应用方法，所述应用方法包括：

1)将所述光刻胶溶于水中，所述光刻胶为基因重组蜘蛛丝蛋白，从而形成基因重组蜘蛛丝蛋白水溶液；

2)提供一基底，将所述基因重组蜘蛛丝蛋白水溶液涂覆于所述基底上，干燥并固化形成基因重组蜘蛛丝蛋白薄膜；

3)对所述基因重组蜘蛛丝蛋白薄膜进行曝光；

4)将所述曝光后的基因重组蜘蛛丝蛋白薄膜样品置于水中显影并干燥，获得基因重组蜘蛛丝蛋白结构；

作为本发明光刻胶的应用方法的一种优化的方案，在所述步骤2)和3)之间，还包括对所述基因重组蜘蛛丝蛋白薄膜进行交联化处理的步骤，经过交联化处理步骤的所述基因重组蜘蛛丝蛋白薄膜仅作为正胶使用，否则作为负胶使用。

作为本发明光刻胶的应用方法的一种优化的方案，所述步骤1)中的水为超纯水，电阻率不小于18MΩ·cm。

作为本发明光刻胶的应用方法的一种优化的方案，所述基因重组蜘蛛丝蛋白水溶液的浓度为1μg/L～1g/ml。

作为本发明光刻胶的应用方法的一种优化的方案，所述步骤2)中，所述涂覆为滴涂或者旋涂，滴涂时所用基因重组蜘蛛丝蛋白体积为0.1～1000μL；旋涂时所用基因重组蜘蛛丝蛋白体积为0.1～1000μL，转速为1～10000r/min，旋涂时间为1s～1h。

作为本发明光刻胶的应用方法的一种优化的方案，所述步骤2)中，采用15～35℃干燥，干燥时间0.1h～48h；固化采用烘箱加热，固化温度为70～130℃，固化时间0.1～300min。

作为本发明光刻胶的应用方法的一种优化的方案，所述交联化处理方式为交联剂处理或者水蒸气退火处理，采用的交联剂为甲醇，交联时间为1s～1000h；采用水蒸气退火，退火温度为1～100℃，时间为1s～1000h，压力为-100KPa～100KPa。