[发明专利]一种免疫检测芯片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种免疫检测芯片，包括基底，所述基底采用有机聚合材料，所述基底表面设置有周期性纳米凹槽阵列，所述基底上表面设置有金属层，所述金属层上表面设置有氧化层，所述氧化层上表面经过高分子层修饰后包被抗体。本发明还提供了上述免疫检测芯片的制备方法，通过硅基模板批量化生产有机材料作为衬底的检测芯片。本发明芯片灵敏度高、通量高，同时生产周期短，可实现批量化生产，用于免疫检测适用范围广。

技术领域

本发明属于生物芯片制造领域，具体涉及一种免疫检测芯片及其制备方法。

背景技术

荧光检测作为一种重要的现代检测技术，与其他检测技术相比荧光检测具有灵敏度高和方法多样等优点，是诊断学、生物科学、生物工艺学等领域的最常用分析测试技术之一。然而由于样品的多样性和特殊性，荧光检测在实际过程中已有的灵敏度仍然不能满足所有测定的需要，尤其是对弱荧光分子体系和微量目标分子的检测具有很大的局限性。

传统的荧光检测技术手段简陋、技术有限，大多需要人工手工操作，导致误差很大，样品的检测结果与检测人员的检测水平有很大关系。生物芯片技术能在微小尺寸上集成的海量信息，能够实现快速高效的测量分析，其是按照预先的设置有序地固定在载体表面，利用生物分子之间的特异性亲和反应，对生物分子进行测量和分析，避免了多次人工操作，减少耗时，降低了检测结果导致的系统偏差，提高了检测效率，在高通量应用方面极具价值。

目前生物芯片的常用制备材料有单晶硅片、玻璃和石英。玻璃和石英具有较好的表面性质和光学性质，制作方法主要有标准光刻技术和湿法刻蚀，但是由于此类芯片制作过程繁琐、成本高，同时对于微纳米结构的加工工艺还不成熟。单晶硅作为生物芯片的首要材料，其加工工艺非常成熟，具有强度较大、纯度较高、洁净度较高、散射性较好和耐腐蚀等优点。但是硅材料绝缘性和透光性差，深度刻蚀难度大，硅基片粘合度差，相比于其他材料，硅材料芯片的成本也相对较高。

生物芯片技术的发展还处于初期阶段，其复杂的理论和技术还需要进一步研究，故而其准确性和稳定性是十分受影响的。生物芯片通常以硅基底为原材料，常用到光刻膜、离子刻蚀技术，制备成本高、周期长，应用难以普及，严重影响芯片设计与新产品的开发及应用，这是生物芯片技术的局限性。如基因芯片制备过程中光刻掩膜的制备成本高、周期长。生物芯片在我国起步较晚，到目前还没有实现大规模的生产，更多依靠国外进口。中国生物芯片研究始于20世纪90年代，2008年到2019年每年都以超过20％的速度在增长，2019年市场规模已经超过9亿美元，2020因为全球新冠病毒的爆发，2021年中国市场规模预计超过20亿，后期增长速度将超过40％。全球2014年生物芯片市场高达39亿美元，2015年～2020年以超过31.6％的增长率发展，2020年已经达到184亿美元，北美地区占据了全球生物芯片市场的主导地位。我国在基础研究领域和新药研发领域的投入相对较小，并且国际芯片产品竞争超过国内产品，国际高水平研究中基本使用的是国际芯片。

制备一种通量、灵敏度高、同时适合批量工业化生产的荧光检测生物芯片具有十分巨大的价值。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的至少一种技术问题，提供一种免疫检测芯片及其制备方法，芯片灵敏度高、通量高，同时生产周期短，可实现批量化生产，用于免疫检测适用范围广。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种免疫检测芯片，包括基底，所述基底采用有机聚合材料，所述基底表面设置有周期性纳米凹槽阵列，所述基底上表面设置有金属层，所述金属层上表面设置有氧化层，所述氧化层上表面经过高分子层修饰后包被抗体。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述基底采用的有机聚合材料包括聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸丁二醇酯、环状烯烃共聚高分子和聚苯乙烯中的一种或一种以上的组合。

进一步，所述金属层的厚度为100nm～500nm。