[发明专利]一种零模波导孔孔壁的修饰方法及零模波导孔结构

说明书

本发明提供一种零模波导孔孔壁的修饰方法，该方法包括覆盖聚合物、紫外光照射在金属覆盖层的表面形成第一化学键以及聚合物进行剥离。本发明还涉及一种零模波导孔结构。本发明通过在零模波导孔的孔壁上覆盖聚合物，通过紫外光进行照射在金属覆盖层的表面进行键合形成具有高折射率非反射的第一化学键；增加高折射率非反射材料的第一化学键的沉积厚度可以缩小零模波导孔的孔内体积，显著减小孔内的游离核苷酸，提高信噪比。另外，通过在孔内部沉积高折射率非反射材料的第一化学键可以使被激发荧光的位置远离零模波导孔的金属壁，使荧光不会减弱甚至淬灭，荧光效果增强的同时也使得检测更加灵敏。

技术领域

本发明涉及微纳加工工艺领域，尤其涉及一种零模波导孔孔壁的修饰方法及零模波导孔结构。

背景技术

目前利用零模波导孔(ZMW)实现单分子实时测序，两个主要技术成分是：一是零模波导(ZMW)限制允许在与酶相关的标记核苷酸浓度下进行单分子检测，另一个是荧光标记的磷酸连接核苷酸，允许观察不间断的DNA聚合。

ZMWs纳米结构由密集的孔阵列组成，在透明衬底(例如二氧化硅)上沉积金属膜。每个ZMW变成一个纳米光子可视化室，用于记录单个聚合反应，提供的检测体积仅为10^-21升。这个体积比衍射限制共焦显微镜提高1000倍，使得在荧光标记核苷酸扩散的背景下观察单核苷酸掺入事件成为可能。除了减少观察体积内标记核苷酸的数量外，高度受限的体积还导致扩散探视时间大大缩短。这使得通过观察体积(通常持续几微秒)的标记核苷酸扩散事件和酶核苷酸掺入事件(通常持续几毫秒)之间更好的时间区分。第二个重要组成部分是磷酸连接核苷酸，其荧光标签通常通过连接体连接到末端磷酸盐而不是碱基。用磷酸连接的核苷酸100％取代未修饰的核苷酸，这是因为酶在结合过程中分解荧光团，留下一个完全天然的双链核酸。

但是在测序的过程中孔内游离的核苷酸较多，对荧光信号检测产生干扰、信噪比低；荧光在被激发时越靠近金属孔壁产生的效果越弱，当完全靠近时会发生荧光淬灭。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种零模波导孔孔壁的修饰方法。

本发明通过在零模波导孔的孔壁上覆盖聚合物，以减小零模波导孔的孔内体积，提高信噪比。

本发明提供一种零模波导孔孔壁的修饰方法，包括如下步骤：在零模波导孔的孔壁上覆盖聚合物并进行固化；其中，零模波导孔的孔壁在覆盖前包括金属覆盖层与光纤波导层；

利用紫外光对覆盖后的所述聚合物的零模波导孔进行照射，所述聚合物在所述紫外光的照射下与所述金属覆盖层的表面进行键合形成第一化学键，所述第一化学键为具有高折射率非反射的材料；

将所述聚合物从零模波导孔的孔壁上剥离，所述第一化学键键合于所述金属覆盖层的表面；所述第一化学键在所述金属覆盖层的表面形成设定厚度，以减小零模波导孔的孔内体积。

优选地，所述利用所述紫外光对覆盖所述聚合物的零模波导孔进行照射，包括：

利用所述紫外光对覆盖所述聚合物的零模波导孔的上表面与下表面同时进行照射。

优选地，所述聚合物在所述紫外光的照射下与所述金属覆盖层的表面进行键合形成第一化学键，包括：

所述聚合物在所述紫外光的照射下不与所述光纤波导层的表面进行反应。

优选地，所述聚合物在所述紫外光的照射下与所述金属覆盖层的表面进行键合形成第一化学键，包括：

所述聚合物在所述紫外光的照射下与所述金属覆盖层的表面进行键合形成第一化学键的同时与所述光纤波导层的表面进行反应形成第二化学键；当将所述聚合物从零模波导孔的孔壁上剥离的时候，所述第二化学键跟随所述聚合物一同被剥离。

优选地，所述紫外光的波长范围为：大于等于250nm并小于等于260nm。