[发明专利]基于阵列纳米孔的多通道生物分子检测芯片及其制作方法

说明书

本发明公开了一种基于阵列纳米孔的多通道生物分子检测芯片及其制作方法，涉及纳米孔分子检测技术领域，解决了现有生物分子过孔检测效率不高的技术问题，其技术方案要点是通过多根纳米导线单独检测、控制单个纳米孔中的电流变化，可实现各个纳米孔的开合控制，阻断或允许生物分子过孔；同时可开展生物分子同时多通道过孔，实现生物分子的快速检测与高通量筛选。

技术领域

本公开涉及纳米孔分子检测技术领域，尤其涉及一种基于阵列纳米孔的多通道生物分子检测芯片及其制作方法。

背景技术

基于纳米孔技术进行生物分子检测源于库尔特计数器的发明和单通道电流记录技术，通过在两端液池添加电解质溶液，并使用电泳技术驱动生物分子通过纳米孔，测量过孔过程中生物分子由于空间占位引起的纳米孔电流变化，可以进行对过孔生物分子的检测。因此纳米孔检测技术被广泛的应用于DNA检测、蛋白质检测等单分子研究领域，同时也被认为是可用于第三代基因测序的检测技术。但目前的纳米孔检测技术仅驱动生物分子通过单个纳米孔，过孔过程中存在易堵塞、过孔效率低等问题，如何提高过孔效率实现生物分子的高通量筛选是当前亟需解决的问题。

发明内容

本公开提供了一种基于阵列纳米孔的多通道生物分子检测芯片及其制作方法，其技术目的是有效地同时检测多个纳米孔通过生物分子的电流变化，进而实现生物分子的快速检测和高通量筛选。

本公开的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于阵列纳米孔的多通道生物分子检测芯片，包括多孔纳米孔膜、至少两个纳米导线和封装层氧化硅，每个所述纳米导线独立分布，所述多孔纳米孔膜包括自下而上连接的下氧化硅层、硅基底和上氧化硅层，所述封装层氧化硅与所述上氧化硅层连接；

所述纳米导线设在所述上氧化硅层的上表面并通过所述封装层氧化硅进行封装，每个所述纳米导线的一端都设有纳米孔、另一端都设有孔，所述纳米孔贯穿所述封装层氧化硅和所述上氧化硅层，所述孔贯穿所述封装层氧化硅，所述孔作为引出端口连接外部电路；

其中，所述纳米孔在所述封装层氧化硅的上表面呈阵列排列。

进一步地，在所述上氧化硅层中的所述纳米孔底部的对应位置处：所述硅基底和下氧化硅层都形成了暴露窗口，所述暴露窗口用于让所述纳米孔的底部形成薄膜窗口。

一种基于阵列纳米孔的多通道生物分子检测芯片的制作方法，包括:

S1:通过低压化学气相沉积的方法，在硅基底的下表面和上表面分别沉积下氧化硅层、上氧化硅层；

S2：在上氧化硅层上涂抹光刻胶，并进行坚膜形成第一保护层；

S3：在下氧化硅层上涂抹光刻胶，并进行光刻、显影、清洗、甩干、坚膜，下氧化硅层形成带暴露窗口的第二保护层；

S4：使用反应离子刻蚀系统，对所述暴露窗口处的氧化硅进行去除，并将硅基底置于氢氧化钾溶液中对硅基底进行刻蚀，获得上氧化硅层下表面的薄膜窗口；

S5：对步骤S4获得的薄膜窗口进行食人鱼溶液清洗，使其表面获得大量羟基；

S6：将步骤S5中获得的薄膜窗口置于纳米运动平台上，并测量纳米针头与纳米运动平台之间的电容变化，确定薄膜窗口的位置坐标；

S7：使用近场电纺技术，在薄膜窗口定向沉积聚酰胺酸纳米线；

S8：将步骤S7中得到的聚酰胺酸纳米线浸入银盐溶液中生成羧酸银盐并清洗，再浸入还原性溶液还原成银颗粒并清洗，反复重复步骤S8，直至形成聚酰胺酸-银复合纳米线；

S9：对所述聚酰胺酸-银复合纳米线进行惰性气体保护烧结，获得聚酰胺酸-银复合纳米导线；

S10：使用磁控溅射技术，在所述聚酰胺酸-银复合纳米导线上覆盖封装层氧化硅；