[发明专利]一种通用型纳米级流体的生物分子太赫兹传感芯片的制备方法及其应用

说明书

本发明申请属于生物传感器技术领域，具体公开了一种通用型纳米级流体的生物分子太赫兹传感芯片的制备及其用于生物大分子的液相传感，包括以下步骤：(1)使用硅片制作成SRRs超材料备用；(2)选取硅片，在硅片上制作PDMS流道；(3)将步骤(1)中的SRRs超材料和步骤(2)中的PDMS流道键合制得太赫兹传感芯片；(4)检测多种高吸收性液体；(5)检测不同浓度的氧化低密度脂蛋白。本发明主要用于制备太赫兹传感芯片并利用其进行高吸收性溶液的传感，解决了太赫兹领域高吸收液体传感难度大，检测灵敏度低，实现了在液相环境下检测生物大分子。

技术领域

本发明属于生物传感器技术领域，具体公开了一种通用型纳米级流体的生物分子太赫兹传感芯片的制备方法。

背景技术

太赫兹波是频率在0.1～10THz的电磁波，基于THz可以对生物物质进行无标记、非接触和无损检测。核酸、蛋白质等生物大分子之间弱的相互作用(如：氢键、范德华力等)、骨架振动及偶极子旋转等正好位于THZ频谱范围，每种生物大分子均具有特定THz波谱指纹，因此THz波能够探测到其他电磁波段无法获得的生物大分子组成、结构和功能等信息。THz波能够以一种纯物理过程、无需标记的方式在同一时间节点揭示多种生物大分子的结构和功能信息，从而可能为生物分子的无标记检测提供一种革命性新型技术手段。然而有些生物大分子在太赫兹范围内并没有特征性的吸收峰，限制了太赫兹生物传感的应用。

超材料(MMs)作为一种周期性排列的亚波长人工复合电磁材料，具有天然材料难以比拟的特性。一定结构的超材料可在太赫兹频域范围内激发出高品质的谐振峰，可以有效的进行物质的传感，提高检测的灵敏度。

水对太赫兹波具有强烈吸收，目前对于生物分子的传感大多在干燥条件下进行，但是生物大分子的发挥其生理功能离不开水的作用，因此寻找一种有效的水溶液中物质传感的方法是必要的。目前为了解决水对太赫兹的强烈吸收，高功率光源、棱镜、THz-TDS反射光谱、微流体技术应用到太赫兹传感过程中。但是由于高功率光源可能会加热样品，导致生物样品变性；反射光谱样品参数提取存在难度大、结果的重复性较差。随着微流体加工技术的发生发展，使得纳米级流体的加工成为可能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通用型纳米级流体的生物分子太赫兹传感芯片的制备方法，以解决太赫兹领域高吸收液体传感难度大，检测灵敏度低的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：一种通用型纳米级流体的生物分子太赫兹传感芯片的制备方法，包括以下步骤：

(1)使用硅片制作成SRRs超材料备用；

(2)选取硅片，在硅片上制作PDMS流道；

(3)将步骤(1)中的SRRs超材料和步骤(2)中带有PDMS流道键合制得太赫兹传感芯片。

进一步，步骤(1)中制作SRRs超材料包括以下步骤：a.衬底基片清洗：将裁剪好的硅片放入超声波清洗仪中清洗，取出后先用无水乙醇清洗再用去离子水漂洗干净，再用高压氮气把硅片表面吹干，再放入烘干箱；b.镀膜：在槽道表面镀厚度为120nm的金膜；c.涂胶：光刻胶均匀旋涂在金膜的表面，放入烘干箱烘干，在暗室中自然冷却；d.曝光：使用曝光机在均匀涂的表面进行周期性结构单元曝光；单元结构为单开口谐振环，长宽为26μm，线宽6μm，开口间隙2μm；e.显影：选取显影液行显影；f.后烘：对显影后的基片进行烘焙，去除残留水分和显影液，提高光刻胶与衬底基片之间粘附力；g.湿法刻蚀：采用湿法刻蚀刻蚀完成后，未被光刻胶保护的金膜被腐蚀掉，然后用去离子水冲洗，直至表面刻蚀混合液被清洗干净。

进一步，步骤(2)中PDMS流道包括以下步骤:a.制作阳模：利用光刻和化学腐蚀的办法，在硅板上做出阳模；b.浇筑：以PDMS预聚物浇筑阳模；c.固化：放置数小时等待PDMS固化；d.拔膜：将固化的PDMS与阳模剥离，即得到PDMS流道模型；e.打孔：孔直径为1mm。